Общие правила разработки технологических процессов ремонта
Общие правила, основные требования и этапы разработки технологических процессов устанавливаются единой системой технологической подготовки производства (ЕСТПП). Разработка технологических процессов ремонта производится на основе комплексного анализа различных факторов, учитывающих техническое состояние деталей ремфонда, ресурсы АТП, достижения науки и передового опыта ремонтных предприятий, экономическую целесообразность ремонта и т.д.
Проектирование технологических процессов ремонта включает в себя следующие этапы:
— Анализ исходных данных.
— Выбор действующего типового или группового техпроцесса, либо поиск аналога единичного процесса.
— Определение ремонтной заготовки и методов устранения дефектов.
— Выбор технологических баз.
— Составление технологических маршрутов ремонта, то есть разработка технологических операций, выбор оборудования, приспособлений и инструмента.
— Разработка технологических операций, установление последовательности переходов, выбор и уточнение средств технического оснащения, выбор или расчет режимов обработки, расчет припусков на обработку и допусков на размеры на основе размерного анализа.
— Нормирование операций технологического процесса. Определение норм времени и объемов ремонтных работ, норм расхода материалов, разряда работы и рабочих.
— Установление требований техники безопасности и защиты окружающей среды.
— Расчет экономической эффективности технологического процесса.
— Оформление технологической документации.
Дефекты деталей в процессе эксплуатации машин возникают вследствие возникновения случайных факторов и поэтому их появление характеризуется вероятностными свойствами. Состояние деталей ремфонда в одной выборке различается по количеству дефектов и технологическими методами их устранения. Поэтому применение одного техпроцесса с одним технологическим маршрутом ремонта для устранения всех дефектов оказывается экономически нецелесообразным.
Это вызывает необходимость на деталь одного наименования разрабатывать несколько техпроцессов ее ремонта. Каждый из техпроцессов будет иметь свой технологический маршрут, предусматривающий устранение определенного комплекса дефектов у ремонтируемой детали.
Под комплексом дефектов понимается совокупность дефектов, устраняемых по одному технологическому маршруту. Таким образом, особенностью разрабатываемого техпроцесса ремонта деталей является его полимаршрутность, то есть техпроцесс ремонта деталей содержит не один, а несколько технологических маршрутов.
Это требует определения: оптимального числа технологических маршрутов для каждого техпроцесса ремонта деталей; состава дефектов, устраняемых на каждом технологическом маршруте; последовательность выполнения операций и оптимизация закрепления деталей ремфонда с определенным сочетанием дефектов за каждым технологическим маршрутом ремонта.
Для обеспечения высокого уровня качества ремонта и повышения производительности труда целесообразно рабочие техпроцессы разрабатывать на основе типовых техпроцессов, разрабатываемых заводом-изготовителем. Типовой техпроцесс разрабатывается для множества обобщенных по дефектам деталей, обладающих конструктивной и технологической общностью и требующих для устранения дефектов одинаковых технологических операций и одинаковой последовательности их выполнения.
Обобщенной по дефектам деталью является условная деталь, которая содержит все возможные дефекты, встречающиеся у множества деталей данного наименования. При разработке типового техпроцесса ремонта детали руководствуются единой системой технологической подготовки производства (ЕСТПП) с учетом особенностей образования обобщенной ремонтной детали.
Технологический маршрут типового техпроцесса является общим и предусматривает последовательность выполнения технологических операций устранения всех дефектов, содержащихся на условной обобщенной детали. Если реальная деталь содержит меньше дефектов, чем обобщенная деталь, то длину технологического маршрута типового техпроцесса сокращают. Это позволяет существенно сократить затраты на разработку.
В отличие от изготовления деталей организация маршрутов их ремонта при КР представляет собой более сложную задачу. Это обусловлено необходимостью учета вероятностных свойств деталей ремфонда. Поэтому, прежде чем приступить к разработке техпроцесса ремонта, изучается состояние деталей ремфонда и устанавливаются фактическое сочетание дефектов и статистическая вероятность их появления.
При этом устанавливают, что некоторые дефекты повторяются на деталях часто и имеют большую частоту, а другие – редко с частотой близкой или равной нулю. Эти ведения являются необходимыми данными при разработке технологических маршрутов ремонта.
Источник
Проектирование технологических процессов ремонта оборудования
В практике проектирования достаточно обоснованно и эффективно используют три критерия выбора рационального способа восстановления деталей: технологического, экономического и технико-экономического. Причем эти критерии применяются в комплексе и реализуются в указанной здесь последовательности. Рассмотрим сущность этих критериев, принципы и условия их реализации.
Технологический критерий, или критерий применимости, характеризуется возможностью использования из множества известных технологических приемов, способов, одного или нескольких, в принципе, приемлемых для восстановления отдельной детали с данными дефектами в конкретных производственных условиях ремонта. Этот критерий не формализован (не выражается формулой, числом) и считается предварительным, позволяющим установить только перечень деталей, ремонт которых возможен тем или иным способом.
Исходными данными, необходимыми для выбора рационального способа восстановления детали по этому критерию в условиях реального ремонтного производства, являются: рабочий чертеж детали с необходимыми требованиями на ее изготовление; характеристика дефекта детали и перечень других ее дефектов; характеристика возможных способов восстановления указанного и сопутствующих дефектов детали (вид способа восстановления, его выходные эксплуатационные показатели, степень устранения дефекта, например, толщина и качество наплавленного слоя; энерго- и материалоемкость; потребное технологическое обеспечение; производительность; экологичность и др.); наличие технологического ремонтного оборудования на предприятии; наличие ремонтных рабочих по профессиям и квалификации.
Алгоритм выбора способа представлен в виде цепочки последовательных шагов: анализ дефекта детали 
установление перечня сопутствующих дефектов анализ рабочего чертежа детали по характеристикам ее габаритов и дефектной поверхности (части) детали анализ и отбор известных и приемлемых способов устранения дефекта и сопутствующих дефектов анализ парка имеющегося ремонтного технологического оборудования отбор тех или иных из приемлемых способов, которые соответствуют технологическому оборудованию анализ энергоемкости и материалоемкости для реализации отобранных способов окончательный выбор способов, которые можно использовать одновременно для устранения нескольких дефектов.
Экономический критерий предоставляет возможность выбрать из нескольких, ранее установленных, но также приемлемых в технологическом отношении, способов восстановления детали наиболее экономичный, т. е. требующий минимальных затрат С для его реализации. В общем виде этот критерий можно представлять как
Затраты на восстановление одной детали i-м или j-м способами определяются по зависимости
где Сзп — величина заработной платы производственных рабочих по i-му или j-му способам; М — стоимость всех материалов, затраченных на восстановление детали, включая и стоимость ее металла при сдаче в утиль; Н — накладные расходы; Ен — нормативный показатель эффективности капитальных вложений (Ен = 0,15); k — капитальные вложения в производственные фонды.
Величина заработной платы Сзп представляет собой сумму прямой заработной платы Зп, дополнительной заработной платы Зд и начислений на заработную плату Зн.
Прямая заработная плата определяется по выражению
где Тci, Тштi — тарифные ставки рабочих и техническая норма времени при выполнении i-й операции.
Дополнительная заработная плата принимается
а начисления можно принимать в пределах
Величина накладных расходов принимается в пределах 120-170% к заработной плате Сзп, а стоимость материалов М ориентировочно (в учебных целях) принимается равной 3% стоимости новой детали или рассчитывается.
При этом следует отметить, что стоимость восстановления детали зависит от объема (программы) ремонта N— общего количества восстанавливаемых деталей. В этом случае при выборе рационального способа ремонта целесообразно все расходы подразделять на переменные, зависящие от программы, и постоянные, не зависящие от объема производства. Тогда в общем случае себестоимость восстановления Св деталей будет определена как
где Спер — переменные расходы (затраты по основной и дополнительной заработной плате производственных рабочих с начислениями, стоимость материалов, расходы на текущий ремонт и амортизацию производственного оборудования, приспособлений и т. д); Спост — постоянные расходы (затраты на содержание, ремонт и амортизацию зданий, расходы на содержание административно-управленческого аппарата, цехового персонала и вспомогательных рабочих и т. д). Себестоимость же восстановления одной детали будет
Выражение (6.23) в системе координат С— N графически представляется прямой (рис. 6.8), отсекающей на оси ординат величину Спост, угол наклона которой пропорционален Спер. Подобные графики можно построить для различных способов обработки, кроме показанных на рис. 6.8. На рисунке видно, что для некоторых пар линий (способов) в их точках пересечения (при одинаковой программе) значения
себестоимости одинаковы. Эта точка соответствует значению критической программы NК, которое может быть найдено из условия
где значки при себестоимости С означают сравнимые способы.
Анализируя графики C-N, можно отметить, например, что при программе, меньшей N2, вибродуговая наплавка (прямая 4) будет наиболее рентабельной. С увеличением же программы сверх N2 вибродуговая наплавка уступает железнению, но выгоднее, чем хромирование. При программе более N4 хромирование становится целесообразнее, чем вибродуговая наплавка. При программах, меньших N1, наплавка под слоем флюса выгоднее, чем железнение, а при программах, меньших N3, — чем хромирование. При программах, больших N3, наплавка под слоем флюса становится самым дорогим способом.
Выполнив подобный анализ, можно установить наиболее рациональные способы восстановления деталей из условия затрат и программы ремонта.
Технико-экономический критерий выбора рационального способа восстановления деталей является окончательным, обобщающим и выражается условием
где Св — себестоимость восстановления детали; Сн — стоимость новой детали; Кд — коэффициент долговечности деталей, восстановленных тем или иным способом.
Таким образом, зная физическую сущность и эксплуатационные характеристики способов восстановления работоспособности деталей, можно, используя соответствующие критерии, не только определить наиболее рациональный из способов, но и установить потребность в технологическом оборудовании, технологической оснастке и материалах для реализации этих способов.
Разработка ремонтных чертежей и технологических процессов осуществляется в соответствии с требованиями стандарта ГОСТ 2.604-95 «Чертежи ремонтные» и технико-эксплуатационными особенностями и возможностями способов восстановления.
Проектирование и изготовление средств технологического оснащения выполняют при отсутствии универсальных средств. Исходными данными при этом являются значения параметров технологических операций, определенные при решении предыдущей задачи, и характеристики параметров восстанавливаемой детали.
При технологической подготовке ремонтного производства важнейшими являются вопросы подготовки ремонтных кадров, обеспечения ремонта средствами технологического оснащения. Последний вопрос в основном решается инженером-механиком. На основе разработанных технологических процессов рассчитывается потребность в станочном и ином технологическом оборудовании ремонтных цехов, производств.
Источник
Основы проектирования технологических процессов ремонта деталей оборудования
Задачей проектирования технологических процессов ремонта деталей является разработка рациональной последовательности и содержания технологических операций по восстановлению работоспособности неисправной детали до уровня, близкого к уровню работоспособности новой детали путем использования для этого рациональных способов восстановления, состава оборудования, технологической оснастки и режимов их использования.
Основу проектирования этих процессов составляет последовательное решение таких вопросов: анализ назначения, конструкции и условий эксплуатации детали; анализ возможных ее неисправностей, дефектов; выбор рациональных способов устранения дефектов; формирование рационального маршрута ремонта детали; формирование порядка выполнения каждой операции (переходов, проходов, приемов); определение оборудования, инструмента, материалов, приспособлений по каждой операции; выбор (расчет) технологических параметров и их значений по ее элементам; оформление технологической документации (ремонтных чертежей, операционных, маршрутных карт, карты эскизов). Порядок выполнения ремонтно-восстановительных операций устанавливается таким образом, чтобы последующие операции не нарушали бы качественных показателей детали, достигнутых на предыдущих операциях. Кроме восстановительных операций технологический процесс обязательно должен содержать, кроме начальных и окончательных, промежуточные операции мойки, чистки деталей и контроля их качества.
При проектировании необходимо руководствоваться типовыми технологическими процессами ремонта деталей, концентрирующими научный и практический опыт ремонтного производства.
В качестве примера рассмотрим особенности проектирования таких типовых деталей машин, как базовые, валы.
К базовым деталям оборудования, механизмов, агрегатов относятся корпуса, станины, рамы.
Корпусные детали. Корпусные детали, поступающие в ремонт, имеют такие дефекты: трещины, изломы, пробоины, обломы болтов и шпилек, срыв резьбы, износ посадочных поверхностей под подшипники, стаканы и втулки, коробления привалочных поверхностей, износ резьбы, нарушение соосности отверстий под подшипники валов, параллельность осей этих отверстий между собой и межосевые расстояния. Наибольшая повторяемость дефектов характерна для посадочных отверстий под подшипники и стаканы. Типовой технологический процесс ремонта корпусов определяет такую последовательность устранения дефектов [28]: очистка и мойка; дефектация (и комплектование маршрутов при ремонте крупной партии однотипных корпусов); удаление сломанных болтов, шпилек, винтов; выполнение сварочных и наплавочных работ; подготовка технологических баз (механическая или слесарно-механическая обработка установочных плоскостей и отверстий); восстановление резьбовых отверстий; предварительная механическая обработка поверхностей, подлежащих восстановлению электролитическими и иными покрытиями или методом установки дополнительных деталей (втулок, колец, вкладышей); электролитическое и иное наращивание поверхностей; установка и закрепление дополнительных деталей; окончательная механическая обработка поверхностей; мойка корпусов окончательная; общий контроль качества.
Одной из важнейших задач при ремонте корпусных деталей является обеспечение базирования корпусов. От этого в первую очередь зависит качество ремонта.
Наиболее приемлемой схемой базирования большинства корпусных деталей является схема базирования, используемая на предприятии-изготовителе (заводская). Но использование баз основного производства без введения коррективов не всегда достаточно эффективно. Уменьшение погрешности до необходимого значения получают введением в технологический процесс слесарной операции по развертыванию технологических базовых установочных отверстий не более чем на 0,1 мм с соответствующим увеличением диаметра пальцев установочного приспособления. Комплект баз основного производства у большинства корпусных деталей составляет плоскость и расположенные в ней два базовых отверстия.
Использование комплекта заводских технологических баз при восстановлении корпусов имеет свои особенности. Размеры базовых отверстий корпусов, поступивших в ремонт, отличаются от размеров, указанных на рабочих чертежах. Неиспользуемые при эксплуатации базовые отверстия изнашиваются на 0,2-0,4 мм в процессе многократных установок и снятия корпусов на установочных приспособлениях при их изготовлении. Кроме того, при диагональном расположении базовых отверстий у большинства корпусов в процессе эксплуатации нарушается их взаимное расположение. Поэтому при проектировании установочных приспособлений необходимо учитывать изменение межосевого расстояния и износ базовых отверстий.
Необходимо также учитывать то, что у корпусов, поступающих на восстановление, на базовой плоскости имеются забоины, возникающие в процессе разборки агрегатов и транспортирования корпусов. Наличие забоин в местах контакта корпуса с установочными пластинами приводит к увеличению припуска на обработку отверстий, нарушению взаимного расположения осей отверстий и плоских поверхностей, а также осей резьбовых отверстий относительно восстановленных отверстий, в результате чего может быть не обеспечена собираемость сопряжений. Поэтому в технологии необходимо предусматривать зачистку базовой поверхности в местах контакта с установочными пластинами.
Трещины, пробоины, обломы в корпусах заваривают дуговой (методом отжигающих валиков) или газовой сваркой, запаивают латунью, ставят фигурные вставки или заплаты из листовой стали, полимерными композициями (в ненагруженных местах) на основе эпоксидных смол или клеев, замазки. Перед заделкой трещины ее концы засверливают, очищают ее от ржавчины и масла, предварительно разделывают кромки (при большой толщине корпуса). Корпуса с изломами выбраковывают.
Забоины, царапины и коробление привалочных поверхностей устраняют шлифованием, фрезерованием или шабрением. Шлифование ведут на радиально-сверлильных или плоскошлифовальных станках абразивными кругами большого диаметра.
Посадочные отверстия ремонтируют растачиванием под ремонтные размеры, растачиванием и запрессовкой втулок с последующей обработкой отверстий под номинальный размер, наращиванием отверстий электроискровым или электролитическим способами. Растачивание выполняют на вертикально-расточном станке с применением специального приспособления. Растачивание отверстий в противоположных стенках корпуса производят с одной установки, что обеспечивает необходимую соосность отверстий.
В отдельных случаях возможно восстановление базовых отверстий электроискровым наращиванием слоя толщиной до 0,5 мм.
Эффективным является восстановление посадочных отверстий корпусных деталей способом местного или вневанного осталивания. Стоимость осталивания в 2-3 раза ниже хромирования.
Резьбовые отверстия под болты и шпильки восстанавливают путем нарезания резьбы увеличенного (ремонтного) размера. Если же необходимо обеспечить резьбу номинального размера, то изношенное отверстие рассверливают, нарезают в отверстии резьбу, ввертывают пробку, стопорят ее, сверлят отверстие и нарезают резьбу номинального размера.
Рамы и станины. Основными дефектами рам и станин являются: сварных — трещины, коробление, нарушение сварных соединений; литых — трещины, сколы, износ направляющих; клепаных — усталостные трещины в зоне крепления кронштейнов, обрыв заклепок, ослабление заклепочных соединений. Способы ремонта определяются характером повреждений [6, 28, 32]. Так, трещины могут быть заделаны с помощью стяжек, штифтов, накладок, заваркой. Пробоины и сколы — установкой ввертыша, пробки, вставки, заваркой и наплавкой сколов. Восстановление кронштейнов, ушек, выступающих стержней — установкой вставок, приваркой отломанной части. Восстановление изношенных отверстий — установкой ремонтой втулки, наплавлением слоя на поверхность отверстия, установкой ремонтной пробки, установкой накладок. Восстановление направляющих — при незначительном износе (до 0,3 мм) шлифованием, шабрением с притиркой пастой ГОИ; задиры и глубокие риски — запайкой баббитом; при износе порядка 0,5 мм — фрезерованием, тонким строганием с последующей закалкой ТВЧ, виброобкатыванием; при значительных износах — строганием, фрезерованием с последующей установкой накладок из тестолита ПТ или ПТ-1, гетинакса Б и др.
После установки наиболее вероятных дефектов этого класса деталей и рациональных для условий конкретного ремонтного производства способов устранения этих дефектов составляют технологический маршрут ремонта детали. Затем по каждой операции выбирают оборудование, инструмент, приспособления, рассчитывают или принимают по нормативно-справочной документации технологические параметры и норму времени на выполнение отдельных переходов и операции в целом.
Шлицевые и гладкие валы, оси. Валы и оси могут иметь следующие дефекты: износ и задиры посадочных шеек; износ и смятие рабочих поверхностей шпоночных канавок, шлицев, резьбы; погнутость и скрученность вала; трещины и изломы. Перед началом ремонта вала следует проверить состояние центровых гнезд и при необходимости восстановить их шабером или обработкой на токарном станке.
Скрученность вала более 0,25 0 на 1 м длины считается недопустимой и вал выбраковывают. Валы и оси с дефектами в виде трещин, отколов, выкрашиваний, больших задиров также следует выбраковывать.
У валов наиболее часто дефекты появляются на посадочных поверхностях под подшипники и резьбовых поверхностях. Поверхности под подшипники восстанавливают при износе 0,017-0,060 мм; поверхности неподвижных соединений (места под ступицы со шпоночными пазами и др.) за счет дополнительных деталей — при износе более 0,04-0,13 мм; поверхности подвижных соединений — при износе более 0,4-1,3 мм; под уплотнения — более 0.15-0,20 мм. Шпоночные пазы восстанавливают при износе по ширине более 0.065-0,095 мм; шлицевые поверхности — при износе более 0,2-0,5 мм.
Наиболее часто восстановление гладких валов, осей рекомендуется выполнять по двум типовым маршрутам. Последовательность основных операций по первому маршруту следующая: мойка, дефектация, подготовка технологических баз, правка, наплавка изношенных поверхностей, нормализация, правка, токарная обработка поверхностей, фрезерование шпоночных пазов, закалка поверхностей ТВЧ, шлифование, мойка, контроль качества. По второму маршруту эта последовательность следующая: мойка, дефектация, подготовка технологических баз, правка, наплавка резьбовых поверхностей и шпоночных пазов, токарная обработка и нарезание резьб, электромеханическое высаживание, фрезерование шпоночных пазов, электромеханическое выглаживание, мойка, контроль качества. Состав же и последовательность технологических операций зависят от состава дефектов и выбранных способов их устранения.
Прогиб вала или оси устраняют правкой в холодном состоянии или с предварительным подогревом. Валы диаметром до 60-80 мм и с прогибом до 6-8- мм на 1 м длины правят в холодном состоянии с применением прессов и винтовых скоб. Валы большого диаметра и с большим прогибом правят с нагревом. При прогибе вала до 2-4 мм на 1м длины возможна правка способом местного наклепа. Незначительные погнутости обточенных валов (0,1-0,3 мм на 1 м длины вала) устраняют шлифованием. После правки для снятия внутренних напряжений вал подвергают термообработке (нагрев до температуры 400-450 0 С с последующей выдержкой при этой температуре в течение 0,5-1 ч).
Посадочные шейки валов восстанавливают до номинальных размеров путем наращивания наплавкой, металлизацией, электролитическим покрытием, полимерами, способом пластического деформирования, применением напрессовки втулки. Весьма эффективно восстановление валов обработкой под ремонтные размеры.
При восстановлении размеров посадочных шеек наиболее распространена наплавка. Наплавку обычно выполняют по винтовой линии. При ремонте валов недостаточной жесткости наплавку ведут продольным наложением валиков. После наплавки вал при необходимости правят, шейки обтачивают твердосплавными резцами и шлифуют под номинальные размеры.
Посадочные шейки под обоймы подшипников качения с износом по диаметру до 0,1-0,2 мм весьма эффективно восстанавливать пластическим деформированием поверхностного слоя электромеханическим способом.
При восстановлении шейки вала путем напрессовки стальной втулки необходимо предварительно обточить вал, чтобы толщина стенок втулки была не менее 3 мм.
Шлицевые поверхности валов могут иметь износ, смятие и выкрашивание рабочих поверхностей. Шлицевую часть вала диаметром более 80 мм наплавляют ручной или автоматической наплавкой продольными валиками. Для уменьшения деформации вала наплавку ведут в определенной последовательности. Шлицевые поверхности с шириной шлицев до 5 мм чаще заваривают сплошь.
При незначительном износе по ширине (0,1-0,2 мм) шлицы валов можно восстановить раздачей шлицев или электроискровым наращиванием боковых поверхностей с последующим их шлифованием. В отдельных случаях сильно изношенную шлицевую часть вала отрезают, приваривают новый конец заготовки, обтачивают и нарезают новые шлицы методом обкатки. При любом способе ремонта окончательные размеры шлицев получают механической обработкой.
Шпоночные пазы могут иметь такие же неисправности, как и шлицы. Шпоночный паз при износе менее чем на 15% его ширины можно расширить под ремонтный размер путем фрезерования. Если увеличением ширины паза не восстанавливается его геометрическая форма, то фрезеруют новый паз, смещенный на 90-120 0 к поврежденному, а старый заваривают. На валах крупных размеров применяют наплавку паза с одной стороны с последующей механической обработкой.
Резьба. При незначительных смятиях и наличии заусенцев резьбу исправляют прогонкой плашкой на токарном станке или слесарными приемами. При значительном износе профиля и при срыве ниток резьбовую часть наплавляют с последующей обточкой шейки и нарезанием резьбы требуемого размера. В отдельных случаях старую резьбу срезают и на этом месте нарезают новую резьбу уменьшенного диаметра.
После формирования окончательного маршрута ремонта вала, оси проектируют технологические процессы выполнения операций.
Источник