ДИПЛОМ (1193816), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Для окончательного выбора способа или, если установлено, что требуемому значению коэффициента долговечности для данной поверхности детали удовлетворяют несколько способов восстановления, оптимальный из них выбирают по технико-экономическому критерию, численно равному отношению себестоимости восстановления к коэффициенту долговечности для этих способов.
В качестве рационального в этом случае принимают тот способ, который обеспечивает минимальное значение технико-экономического критерия:
(3.3)
где
-технико-экономический критерий
-того способа восстановления;
- затраты на восстановление поверхности детали
- тым способом;
- коэффициент долговечности восстановленной поверхности
-тым способом.
В затраты на восстановление поверхности входят: заработная плата производственных рабочих с начислениями, стоимость машино-часа работы оборудования, расходы на материалы, электроэнергию, сжатый воздух, амортизационные отчисления и т.д.
Если затраты на восстановление поверхности заранее неизвестны, то их можно определить аналитическим путём, используя формулу: [2]
(3.4)
где
- удельная себестоимость восстановления единицы площади изношенной поверхности
-тым способом,
;
- площадь восстанавливаемой поверхности,
;
- коэффициент годовой инфляции, учитывающий изменение удельной себестоимости восстановления поверхности в связи с уровнем инфляции.
Удельная себестоимость восстановления колеблется в достаточно больших пределах и зависит от технологических возможностей конкретного ремонтного предприятия.
Примерные значения удельной себестоимости восстановления поверхностей различными способами исследователями определены в 2007 году. Они приведены в таблице 3.3 [2].
В случае отсутствия данных по себестоимости рекомендуется брать её среднее значение из таблицы с поправкой на коэффициент инфляции. Коэффициент инфляции к ценам 2007 года и в последующие годы можно выбрать из справочной литературы или Интернета. Они также приведены в таблице 3.4. На начало 2015 года
[2]
Таблица 3.3 – Оборудования и методы поверхностного упрочнения
| Метод нанесений покрытий | Вход, в | Мощность, кВт | Размер, мм | Вес, кг | Максимальная толщина, мм | Среда обработки (МЭП) | Стоимость, рб | Уровень и количество обслуживающего персонала | Возможность транспортировки (мобильность) |
| ЭИЛ, прибор UR-121 | 220 | 5 | 246х236х125 | 7,8 | 0,07 | Воздух | 67000 | 1 человек, инженер | да |
| Вакуумное напыление, прибор «ВАТТ 400» | 380 | 52 | 4800х5000х2000 | 2000 | 2-8 | Вакуум, водяное охлаждение | 1300000 | Более 1 человека, квалифицированный персонал | нет |
| Холодное газодинамическое напыление | 220 | 15 | 480х750х1060 | 65 | 0,02-2 | Газ под давлением | 600000 | Более 1 человека, квалифицированный персонал | да |
| Наплавка, прибор «ПКТ-БА-УН-1Г» | 380 | 14 | 732х500х390 | 48 | 0,1-10 | Газ, флюс | 45000 | 1 человек, инженер | да |
| Плакирование, прибор «Boreclad» | 230 | 25 | 915х915х457 | 150 | 1-5,5 | Проволока | 900000 | Более 1 человека, квалифицированный персонал | нет |
Окончание таблицы 3.3
| Метод нанесений покрытий | Вход, в | Мощность, кВт | Размер, мм | Вес, кг | Максимальная толщина, мм | Среда обработки (МЭП) | Стоимость, рб | Уровень и количество обслуживающего персонала | Возможность транспортировки (мобильность) |
| Гальваническое осаждение, прибор «Установка химического никелирования» | 380 | 16 | 1910х1215х1385 | 150 | 1 | Химические реагенты, вода, газ для просушки | 500000 | Более 1 человека, квалифицированный персонал | нет |
| Лазерное упрочнение | 380 | 15 | 1500х750х1200 | 230 | 0,8 | Воздух СО2 | 2000000 | 1 человек, инженер | нет |
На рисунке 3.1 представлена диаграмма сравнения методов упрочнения по возможности использования на рабочем месте
Рисунок 3.1 – Сравнение методов упрочнения по возможности использования на рабочем месте
В таблице 3.4 – представлена удельная себестоимость восстановления изношенных поверхностей.
Таблица 3.4 – Удельная себестоимость восстановления изношенных
поверхностей деталей наиболее распространенными способами
| Способ восстановления | Удельная себестоимость восстановления Су, р/см2 |
| Наплавка в среде СО2 | 0,6 … 0,8 |
| Вибродуговая наплавка | 0,8 … 1,0 |
| Наплавка под слоем флюса | 1,2 … 1,4 |
| Дуговая металлизация | 0,8 … 1,2 |
| Газопламенное напыление | 0,8 … 1,2 |
| Плазменное напыление | 1,0 … 1,4 |
| Хромирование электролитическое | 0,4 … 0,9 |
| Железнение электролитическое | 0,05 … 0,50 |
| Контактная наплавка (приварка) металлическая слоя | 0,85 … 1,20 |
| Ручная наплавка | 0,4 … 0,6 |
Окончание таблицы 3.4
| Способ восстановления | Удельная себестоимость восстановления Су, р/см2 |
| Эпоксидные композиции | 0,3 … 0,6 |
| Электромеханическая обработка (высадка и сглаживание) | 0,8 … 0,9 |
| Обработка под ремонтный размер | 0,08 … 0,14 |
| Установка дополнительной детали | 0,4 … 1,0 |
| Электроискровое легирование | 0,3 … 0,5 |
В таблице 3.5 представлен коэффициент инфляции по годам [3].
Таблица 3.5 – Коэффициент инфляции по годам
| Год | Январь 2007 | Январь 2008 | Январь 2009 | Январь 2010 | Январь 2011 | Январь 2012 | Январь 2013 | Январь 2014 | Январь 2015 |
| Коэффициент инфляции Кинф | 1,0 | 1,12 | 1,27 | 1,38 | 1,50 | 1,59 | 1,70 | 1,81 | 2,01 |
Вывод: на основании таблиц 3.1, 3.2, 3.3, 3.4 и 3.5 можно сделать вывод, что из рассмотренных методов упрочнения в условиях индивидуального и мелкосерийного производства при вагоно-колесных мастерских наиболее предпочтительным является метод электроискрового легирования.
-
Технологии поверхностного упрочнения деталей машин
Одним из важнейших показателей, определяющих спрос на проектируемый объект, является его качество. Обеспечение необходимого качества возможно при удовлетворении эксплуатационных требований, предъявляемых к деталям машин.
Работоспособность и надежность детали обеспечиваются за счет выполнения следующих основных требований: прочности, жесткости и стойкости к различным воздействиям (износу, вибрации, температуре и др.). Выполнение требований прочности при статическом, циклическом и ударном нагружениях должно исключить возможность разрушения, а также возникновения недопустимых остаточных деформаций. Требования жесткости к детали или контактной поверхности сводятся к ограничению возникающих под действием нагрузок деформаций, нарушающих работоспособность изделия, к недоступности потери общей устойчивости для длинных деталей, подвергающихся сжатию, и местной – у тонких элементов. Должна быть обеспечена износостойкость детали, которая существенно влияет на долговечность работы механизма. Достаточно, чтобы для каждой детали выполнялись не все перечисленные выше требования, а лишь те, которые связаны с ее эксплуатацией.
Детали, испытывающие максимальные напряжения на поверхности (изгиб, контактные напряжения), для повышения сопротивления усталости подвергают поверхностному упрочнению. Существуют следующие методы поверхностного упрочнения: механический, термический, химико-термический, лазерная закалка, ионная имплантация и др.
-
Механические методы поверхностного упрочнения деталей машин
Требования по созданию долговечных машин можно удовлетворить не только разработкой современных конструкционных решений и применением новых высокопрочных материалов, но и путем изменений поверхностного слоя деталей машин.
Процессом, обеспечивающим получение стабильных показателей по качеству поверхности, является поверхностное пластическое деформирование, которое подразделяется на сглаживающее и упрочняющее.
Параметры состояния поверхностного слоя деталей машин.
Поверхностный слой детали – это слой, у которого структура, фазовый и
химический состав отличаются от основного материала, из которого сделана деталь.














