ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
Корпуса поглощающего аппарата
Пояснительная записка к курсовому проекту подисциплине
«Технология производства и ремонта вагонов»
Объектомисследования является поглощающий аппарат Ш-1-ТМ, деталь – Корпус поглощающегоаппарата.
Цельработы: разработать технологический процесс ремонта Корпуса поглощающегоаппарата.
Вкурсовом проекте проведен выбор действующего типового технологического процесса– ремонта корпуса поглощающего аапарата, составлен технологический процесс ремонтаи произведена разработка технологических операций.
Курсовойпроект выполнен в текстовом редакторе MicrosoftWord 2007 и представлен на диске вконверте на обороте обложки.
Содержание
Введение
1 Анализ исходныхданных для разработки технологического процесса
1.1 Назначениесборочной единицы
2 Назначение детали
2.1 Описание детали
2.2 Схема детали
3 Условия эксплуатации
3.1 Действующие силы,виды трения и изнашивания взаимодействующих поверхностей
4 Ремонт
4.1 Общие положения
4.2 Проверка и ремонткорпуса поглощающего аппарата
5 Разработка технологиивосстановления детали
5.1 Разработка технологических операций
6 Расчет режимов механической обработки
7 Нормирование технологического процесса
8 Охрана труда
Заключение
Библиографическийсписок
Приложение А Картытехнологического процесса
Б Чертежи
Введение
Курсовойпроект по дисциплине «Технологии производства и ремонта вагонов» выполняется сцелью закрепления знаний, полученных при изучении технологических и другихдисциплин. В процессе его выполнения мы показываем умение пользоватьсясправочниками, нормативно-технической документацией, технической литературой,инструкциями, приобретаем опыт в проектировании технологического процесса приремонте деталей и сборочных единиц вагонов.
Разработкалюбого технологического процесса является комплексной задачей, для решениякоторой в конкретных условиях производства нужно найти оптимальный вариантпроцесса изготовления или ремонта заданного изделия. Оптимальным является такойвариант процесса, который обеспечивает выполнение всех требованийконструкторской документации на данное изделие при наименьших производственныхзатратах.
Разработкатехнологических процессов в общем случае включает комплекс взаимосвязанныхработ: анализ исходных данных, определение типа производства, выбордействующего процесса-аналога, выбор исходной заготовки и метода ее получения,выбор технологических баз, разработка технологического маршрута, выбортехнологического оборудования, разработка технологических операций, выборинструмента и приспособлений, нормирование технологического процесса, еготарификация, определение техники безопасности, оформление технологическихдокументов, расчеты основных параметров производства, разработка цеховойпланировки.
Любойтехнологический процесс может существовать в двух формах: и виде совокупностиопределенных действий людей и технологического оборудования и в виде комплектадокументов, определяющих эти действия.
Технологическийпроцесс как комплект документов записывают на специальных бланках. Правилаоформления технологической документации установлены стандартами Единой системытехнологической документации (ЕСТД), согласно которым документы подразделяют навиды и выполняют строго по определенной форме. К технологическим документамотносятся графические и текстовые документы, которые отдельно или всовокупности определяют технологический процесс изготовления изделия и содержатнеобходимые данные для организации производства. К графическим документамотносят карты эскизов, к текстовым — маршрутную и комплектовочную карты, картутехнологического процесса, операционную карту, ведомость оснастки и др.
1Анализ исходных данных для разработки технологического процесса
1.1Назначение сборочной единицы
Ударно-тяговыеустройства предназначены для автоматического сцепления тепловоза с другимиединицами подвижного состава, передачи и смягчения продольных (растягивающих исжимающих) усилий, возникающих при движении и сцеплении. Ударно-тяговыеустройства размещаются в стяжных ящиках рамы. Ударно-тяговое устройство состоитиз автосцепки, расцепного привода, ударно-центрирующего прибора, тяговогохомута и поглощающего аппарата.
Автосцепка- устройство, служащее для сцепления вагонов, локомотивов и других единицподвижного состава в поезд с минимальным участием сцепщика.
Применяемаяна отечественных железных дорогах автосцепка СА-3 изобретена в 1932 годуколлективом авторов в составе А.Ф.Пухова, И.Н.Новикова, В.А.Шашкова,В.Г.Голованова под руководством В.Ф.Егорченко.
Переводжелезных дорог СССР на автосцепку начался в 1935 году, и был полностью завершенв 1957 году. На время перехода с винтовой стяжки на автосцепку на отечественныхжелезных дорогах применялись специальные переходные приспособления.
Вотличие от применявшейся ранее винтовой стяжки, при использовании автосцепкиСА-3 участие сцепщика сводится лишь к соединению тормозных рукавов иэлектрических кабелей.
Похожаяконструкция автосцепки для отечественных узкоколейных железных дорогиспытывалась в 60-е — 70-е годы, но не прижилась из-за частых случаевсаморасцепа при прохождении неровностей пути.
Автосцепка(рис 1) состоит из корпуса и механизма сцепления. Корпус 106.01.001-2 (1)автосцепки представляет собой стальную полую отливку и имеет головную часть ихвостовик. Головная часть образована малым (б) и большим в зубом, пространствомежду которыми называется зевом. Головная часть также имеет упор (а),ограничивающий продольное перемещение автосцепки при чрезмерно большихсжимающих усилиях. В корпусе автосцепки размещается механизм сцепления,состоящий из замкодержателя 106.01.003-0 (2), замка 106.01.002-1 (3), а также(на рисунке не показаны) подъемника 106.01.004-0, предохранителя замка106.01.006-5 и валика подъемника 106.01.005-0.
Расцепнойпривод (рис. 1) состоит из двуплечего рычага (6) и цепи (5), соединяющей рычагс балансиром (4) валика подъемника. Двуплечий рычаг удерживается вфиксированном положении специальным кронштейном. Ударно-центрирующий приборсостоит из ударной розетки (9), двух маятниковых подвесок 106.00.012-0 (8) ибалочки 106.00.011-3 (7). Балочка поддерживает автосцепку на определеннойвысоте от головок рельсов. Подвески, балочка и ударная розетка автоматическицентрируют автосцепку относительно продольной оси тепловоза.
Тяговыйхомут 106.00.001-2 (10) представляет собой скобу, которая с помощью клина106.00.002-2 (11) соединяется с хвостовиком автосцепки. От выпадания клинзакреплен болтами (12) к ушкам (г) хомута. Тяговый хомут воспринимаетрастягивающие усилия и передает их от автосцепки на поглощающий аппарат.Поглощающий аппарат предназначен для рассеивания энергии ударов, передаваемыхавтосцепкой.
/>
1-Корпус;2-Замкодержатель; 3-Замок; 4-Балансир; 5-Цепь; 6-Двуплечный рычаг; 7-Балочка;8-Маятниковые подвески; 9-Ударная розетка; 10-Тяговый хомут; 11-Клин; 12-Болты.
Рисунок1 — Автосцепка СА-3
2Назначение детали
Корпуспоглощающего аппарата предназначен для гашения части энергии удара, уменьшенияпродольных растягивающих усилий, которые передаются через автосцепку на рамукузова вагона.
2.1Описание детали
Корпус поглощающегоаппарата отливается из легированной стали и подвергается специальнойтермообработке с высокоточной закалкой и отпуском. Нажимной конус и фрикционныеклинья, выполняются из другой легированной стали и также подвергаютсяспециальной термообработке. Таким образом, рационально подобранные материалытрущихся пар (нажимной конус — фрикционные клинья — поверхность корпусааппарата) обеспечивают стабильность работы поглощающего аппарата.
Заряженный в заводскихусловиях аппарат монтируется на вагон без дополнительной подготовки. Послепервого соударения вагона аппарат автоматически переходит в рабочее состояние.
Ударнаярозетка отливается из стали 20ГЛ
Химическийсостав в % материала 20ГЛ:
C 0.15 — 0.25
Si 0.2 — 0.4
Mn 1.2 — 1.6
S до0.04
Pдо 0.04
Механическиесвойства :
KCU — Ударная вязкость, [кДж / м2] — 250
HB — Твердость по Бринеллю, [МПа] — 143 — 187
2.2Схема детали
/>
1— центрирующая балочка; 2 — маятниковая подвеска; 3 — хвостовик автосцепки; 4 —ударная розетка
Рисунок2 – Ударная розетка с центрирующим прибором
3Условия эксплуатации
Деталиавтосцепного устройства в процессе работы подвергаются сложному силовомувоздействию, в результате чего в элементах возникают всевозможные деформации:растяжения, сжатия, изгиба и кручения.
Габаритныеразмеры основных деталей автосцепного устройства но условиям размещения их нараме вагона, а также обязательность требования взаимозаменяемости создаютсущественные ограничения, которые препятствуют усилению сечений напряженныхзон.
Анализтехнического состояния сборочных единиц автосцепного устройства показывает, чтовсе износы и повреждения можно разделить на две группы:естественные,постепенные износы, появляющиеся при нормальном взаимодействии деталей;внезапные, аварийные повреждения, возникающие в результате действиядополнительных внешних факторов или наличия скрытых дефектов технологическогопроисхождения.
Всевнезапные повреждения можно разделить на две группы: хрупкий иусталостный изломы. Явления хрупкого разрушения происходят в результатеотрицательного влияния внутренних концентраторов напряжений, воздействия низкихтемператур при недостаточной ударной вязкости стали, а также в результатестарения металла.
Внешниеконцентраторы приводят к развитию усталостных разрушений.
3.1Действующие силы, виды трения и изнашивания взаимодействующих поверхностей
Износ 11опорных мест для маятниковых подвесок образуется от взаимодействия с верхней головкоймаятниковой подвески.
Износы 13поверхностей проема для прохода хвостовика автосцепки образуются приперемещениях хвостовика автосцепки при сжатии на величину рабочего ходапоглощающих аппаратом (70. ..110 мм), а также при отклонениях автосцепки отцентрального положения в кривых участках пути.
Деформация(смятие) ударной части розетки 12 происходит oт соударения с упором головыавтосцепки при восприятии сжимающих сил, превосходящих энергоемкостьпоглощающих аппаратов.
Трещины10 образуются от отверстия под заклепку при непосредственном ударе упора головыавтосцепки по ударному выступу розетки, кроме того, по этой же причине иногдаобразуются трещины в углах проема для прохода хвостовика автосцепки, так какуглы являются концентраторами напряжений. Эти трещины, если они не выходят напривалочную поверхность розетки, разрешается заваривать.
/>
Рисунок3 – Износы и повреждения на ударной розетке.
4Ремонт
4.1Общие положения
1.1.Ремонт и проверка автосцепного устройства подвижного состава производятся вконтрольных пунктах автосцепки (КПА) депо и отделениях по ремонту автосцепки вагоно-и локомотиворемонтных заводов, имеющих специальные удостоверения установленнойформы, выдаваемые Департаментом вагонного хозяйства (ЦВ) МПС России.
1.2.Размещение технологической оснастки в пунктах ремонта автосцепного устройствадолжно обеспечивать выполнение требований настоящей Инструкции, а также техникибезопасности и промышленной санитарии.
1.3.Контрольные пункты автосцепки депо и отделения ремонтных заводов должны иметьнеобходимую технологическую оснастку, два комплекта проверочных и один комплектконтрольных шаблонов в соответствии с приложениями 1 и 2 настоящей Инструкции.Шаблоны должны соответствовать действующим техническим требованиям,утвержденным ЦВ МПС. Шаблоны проверяются на ремонтных предприятиях не режеодного раза в год с постановкой даты проверки согласно Методическим указаниямконтроля СДК для автосцепных устройств вагонов РД 32 ЦВ-ЦЛ 027—91.
1.4.Изменение норм и допусков, указанных в настоящей Инструкции, можетпроизводиться только с разрешения ЦВ МПС. Порядок применения шаблонов взависимости от вида ремонта подвижного состава указан в приложении 2 настоящейИнструкции.
1.5.Для поддержания автосцепного устройства в исправном состоянии установленыследующие виды осмотра: полный осмотр, наружный осмотр, проверка автосцепногоустройства при техническом обслуживании подвижного состава.
1.6.Полный осмотр автосцепного устройства производится при капитальном и деповскомремонтах вагонов, капитальном ремонте локомотивов и вагонов дизель- иэлектропоездов, текущих ремонтах ТР-2, ТР-3 тепловозов, электровозов и вагоновдизель- и электропоездов, подъемочном ремонте паровозов. При капитальномремонте группового рефрижераторного подвижного состава на концевых вагонахавтосцепка СА-Д заменяется автосцепкой СА-3.
Наружныйосмотр осуществляется при текущем отцепочном ремонте, вагонов, единойтехнической ревизии пассажирских вагонов, промывочном ремонте паровозов,текущем ремонте ТР-1 тепловозов, электровозов и вагонов дизель- иэлектропоездов.
Проверяютавтосцепное устройство при техническом обслуживании во время осмотра вагонов всоставах на пунктах технического обслуживания (ПТО), при подготовке вагонов
подпогрузку и при техническом обслуживании локомотивов ТО-2, ТО-3, а также вдругих случаях, специально установленных МПС.
1.7.При полном осмотре съемные узлы и детали автосцепного устройства снимают сподвижного состава независимо от их состояния (кроме случаев, указанных в п.2.2.7 и 2.2.20 настоящей Инструкции) и направляют в КПА или отделение поремонту автосцепки завода для проверки и ремонта в соответствии с требованиями,изложенными в главе 2 настоящей Инструкции. К несъемным деталям автосцепногоустройства относятся: ударная розетка, передние и задние упоры, располагающиесяна хребтовой балке, детали расцепного привода (фиксирующий кронштейн, кронштейни расцепной рычаг). Ремонт и проверку несъемных деталей производят на подвижномсоставе, за исключением случаев, требующих их демонтажа.
1.8.При наружном осмотре, а также при проверке автосцепного устройства во времятехнического обслуживания производится освидетельствование узлов и деталей всоответствии с требованиями, изложенными в главах 3 и 4 настоящей Инструкции,без снятия с подвижного состава. Снимают только неисправные узлы и детали сзаменой их исправными.
1.9.Детали автосцепного устройства, снятые с подвижного состава и подлежащиепроверке и ремонту, должны быть очищены от грязи средствами, имеющимися враспоряжении пункта ремонта. После очистки корпус автосцепки, тяговый хомут,клин (валик) тягового хомута, маятниковые подвески центрирующего прибора, болтыпаровозной розетки должны быть подвергнуты неразрушающему контролю. Стяжнойболт поглощающего аппарата, опорную пластину поглощающих аппаратов ПМК-110А иПМК-110К-23 подвергают неразрушающему контролю только после их ремонта сваркой.
1.10.Неразрушающий контроль производится в соответствии с Технологическойинструкцией по испытанию на растяжение и неразрушающему контролю деталейвагонов.
1.11.Детали с дефектами, указанными в приложении 3, или не имеющие маркировкипредприятия-изготовителя, ремонту не подлежат и сдаются в металлолом. При этомна каждый утилизированный корпус автосцепки составляется акт.
1.12.Все сварочные и наплавочные работы при ремонте автосцепного устройствавыполняются в соответствии с требованиями Инструкции по сварке и наплавке приремонте вагонов и контейнеров РТМ 32 ЦВ-201-88.
1.13.Слесарные, станочные работы и правка изогнутых деталей выполняются всоответствии с действующими техническими условиями МПС на производство этихработ и с требованиями Типовых технологических карт для ремонта автосцепногоустройства, утвержденных МПС.
1.14.Соблюдение действующих нормативно-технических требований по ремонтуавтосцепного устройства проверяют руководители вагонной, пассажирской илокомотивной служб, начальники отделов вагонного, локомотивного хозяйств ипассажирских перевозок отделений, начальники вагонного (локомотивного) депо илиих заместители в соответствии с личными нормативами, а на ремонтных заводах —главный инженер и начальник отдела технического контроля (ОТК) с записью вжурнале ремонта.
4.2Проверка и ремонт ударной розетки
Ударнуюрозетку проверяют, не снимая с подвижного состава. Изношенные поверхностирозетки наплавляют с последующей обработкой.
Ослабшиезаклёпки ударной розетки переклёпываются. Сварные швы, имеющие трещины,срубаются. Швы накладываются только горизонтальные, по верхней и нижней кромкамплиты розетки длиной по 300 мм.
Ударнаярозетка, имеющая изгиб привалочной плиты, отклёпывается от буферного бруса,выправляется и проверяется на плите.
Качкарозетки на плите не разрешается. Допускаются местные неровности, при которыхзазор между привалочной и контрольной плитами не превышает 1 мм.
Трещиныв розетке вырубаются и завариваются.
Износырозетки в местах трения балочки центрирующего прибора глубиной более 5 мм, а также вмятины наударной поверхности исправляются наплавкой с последующей обработкой.
Опорныеместа для головок маятниковых подвесок проверяются шаблоном № 776р, какпоказано на рисунке 4. Шаблон за рукоятку 1 устанавливается в розетке так,чтобы его проходная планка 2прошла через прямоугольное отверстие для маятниковой подвески, а верхняя часть3 легла на опорные места для подвески, которые предварительно хорошозачищаются.
Розеткасчитается исправной, когда передняя кромка 4 прямоугольногоотверстия располагается в пределах толщины планки 2 (рисунок 4, а)
Опорныеместа для маятниковой подвески обрабатываются, если планка 2 не доходит докромки 4отверстия (рисунок 4,6). Изношенные опорные места, при которых планка 2шаблона целиком выходит за кромку 4 (рисунок, в),наплавляются и затем обрабатываются.
/>
Рисунок4 — Проверка шаблоном № 776р опорных мест в розетке для головок маятниковыхподвесок
5Разработка технологии восстановления детали
Электросварочныеработы составляют значительную часть в общем объеме работ по ремонту деталейавтосцепного устройства, причем наибольшее время затрачивается на наплавкуизношенных поверхностей.
Наплавочныеработы ведутся следующими способами:
ручнымдуговым — штучными электродами или пучком таких электродов;
полуавтоматическим— сварочной проволокой под флюсом или порошковой проволокой, при данном способенаплавки используется подающее устройство шлангового полуавтомата;
полуавтоматическим- пластинчатым электродом под флюсом; многоэлектродным автоматическим — сварочной проволокой под флюсом на специальном установке с одновременнойподачей шести проволок (электродов).
Ручнаядуговая наплавка является наиболее распространенным способом. Однако оннаименее производителен, так как наибольший ток для наплавки открытой дугойстальным электродом диаметром 4—6 мм составляет только 200- -350 А. Увеличениетока приводит к сильному разбрызгиванию металла, перегреву электрода иухудшению формирования валика. В результате ручной дуговой сварки получаетсянеровная поверхность наплав пенного металла, что вызывает необходимость даватьприпуск на обработку до 2—3 м.
Многоэлектроднаяавтоматическая наплавка под флюсом представляет собой явление перемещающейсядуги, возбужденной между основным металлом и электродами. По мере расплавленияодного электрода длина (сопротивление) дуги увеличивается, и дуга возникаетмежду другим электродом или группой электродов, находящихся на более близкомрасстоянии от наплавляемой поверхности. Сварочная проволока (электроды)автоматически подается из специальных кассет. При попеременном плавленииэлектродов уменьшается глубина проплавления основного металла и его массасоставляет не более 1/5 массы наплавленного металла. При многоэлектроднойнаплавке можно увеличить ток до 1200 А, что повышает производительностьпроцесса.
Для наплавки пластинчатым электродом измалоуглеродистой стали толщиной 3—4 мм не требуется сварочных автоматов икалиброванной сварочной проволоки. В этом случае, как и при многоэлектроднойнаплавке, обеспечивается сварка хорошего качества. Ширина и длина пластинысоответствуют наплавляемой поверхности. На наплавляемую поверхность насыпаютслой флюса толщиной 4 мм, а затем укладывают электрод по специальным упорамфлюсоудерживающего устройства. Один конец электрода замыкают на деталь, адругой подсоединяют через держатель к проводу от сварочного трансформатора. Наэлектрод опять насыпают слой флюса толщиной 15—20 мм, а сверху флюса кладутгруз для лучшего формирования сварочного валика при расплавлении электрода.После этого от электрода отодвигают установочные упоры и включают сварочныйток. В месте контакта электрода с поверхностью возникает дуга, и электродначинает плавиться, причем сварочный процесс происходит автоматически дополного расплавления пластины.
Описанныйспособ позволяет изменять толщину наплавки за счет укладки в нужном местедополнительной пластины соответствующего размера. Кроме того, при этом способелегко достигается повышение твердости, а следовательно, и износостойкостинаплавленного металла введением в сварочную ванну легирующих присадок.
Несмотряна наличие отработанных технологий для наплавки изношенных мест деталей подфлюсом, в практике ремонта автосцепки наиболее эффективным является способ наплавки порошковой проволокой с помощью шланговогополуавтомата. Это способ совмещает в себе маневренность, присущуюручной дуговой сварке, и высокую производительность труда, характерную дляспособов автоматической наплавки в среде защитных газов.
Немаловажнуюроль для изнашиваемых деталей автосцепного устройства придается износостойкостинаплавленных поверхностей, поэтому все поверхности деталей, за исключением труднодоступныхдля обработки, должны восстанавливаться износостойкими наплавками.
Несмотряна внедрение высокопроизводительных методов наплавки, ручная дуговая сварканеобходима главным образом для заварки трещин, допускаемых правилами ремонта, идля наплавки небольших или труднодоступных поверхностей деталей.
Приремонте розетки (рис. 5) разрешается:
1)наплавка изношенных опорных мест А для маятниковых подвесок;
2)наплавка изношенных поверхностей проема Б;
3)наплавка деформированной поверхности В ударной части;
4)заварка трещин Г в верхних углах проема, не выходящих на привалочнуюповерхность, с постановкой в двух средних углублениях вставок и обваркой их попериметру;
5)заварка трещин Д во фланце;
6)заварка трещин Е на ребрах жесткости в верхней ударной части;
7)заварка трещин Ж грани ударной части с постановкой в средних углублениях двухвставок и обваркой их по периметру;
8)заварка трещин 3 в нижних углах проем, не выходящих на привалочную поверхность.
2.6.16.При деповском ремонте вагонов разрешается производить приварку к ударнойрозетке отбитых частей согласно Технологической инструкции по сварке переднихупоров № 317 ПКБ ЦВ.
/>
Рисунок5 – Ударная розетка
5.1Разработка технологических операций
А)Расчет режима ручной дуговой наплавки изношенных опорных мест для маятниковыхподвесок
Используемэлектроды НР – 3 (Э46), диаметр электрода – 5мм.
Толщинанаплавленного слоя:
/>
гдедиз – величина износа, мм
до– величина припуска на механическую обработку, мм.
диз= 4 – 8 мм.
до= 2 мм.
дн = 4 мм + 2 мм = 6 мм./>
/>
Рисунок6 — Схема наложения валиков
Соотношениямежду основными параметрами наплавленного слоя можно определить по выражениям:
/>;
/>;
/>;
/>.
Количествослоев наплавки равно 3.
Ориентировочнаявеличина тока, А:
/>
/>
Напряжениедуги, В:
Uд=20+0,04∙Iн=30В.
Скоростьнаплавки, м/ч:
/>,
гдебн – коэффициент наплавки, г/Ач,
Fн– площадь наплавленного слоя одного прохода, см2,
с– плотность металла шва, г/см3
с=7,8г/см3; подставив значение получим:
/>
/>
Выбираемрод тока постоянный, полярность обратная. Как правило, скорость наплавки можноне рассчитывать, так как она устанавливается сварщиком вручную при обеспеченииразмерных параметров наплавленного слоя.
Выбираярод тока, следует учитывать экономические и эксплуатационные преимуществапеременного тока перед постоянным. Так, характер наплавочных работобусловливает необходимость получения слоя наплавленного металла за счетвозможно большего количества электродного металла при минимальной глубинепроплавления основного металла. Поэтому для наплавочных работ следуетпредпочесть постоянный ток и вести наплавку на обратной полярности,обеспечивающей более высокую производительность процесса и меньшую глубинупроплавления поверхности детали.
Вкачестве оборудования для наплавки мною выбран сварочный выпрямитель ВДУ – 506,электрододержатель ЭДС – 300 ГОСТ 14651 – 78
Б)Расчет режима автоматической наплавки под плавленым флюсом.
Выбираеммарку электродной проволоки НП – 30, марка флюса АН – 348.
Толщинанаплавленного слоя:
/>
Диаметрэлектрода – 4мм.
/>
гдедиз – величина износа, мм
до– величина припуска на механическую обработку, мм.
диз= 4 – 8 мм.
до= 2 мм.
Соотношениямежду основными параметрами наплавленного слоя можно определить по выражениям:
/>;
/>;
/>;
/>.
Количествослоев наплавки равно 2 .
Токнаплавки, А:
/>
гдеj – плотность тока, А/мм2.J = 60 – 140 А/мм2
/>
Напряжениедуги, В:
/>
Скоростьподачи электрода, м/ч:
/>
гдебр – коэффициент расплавления, г/А∙ч;
Iн– ток наплавки, А;
dэл– диаметр проволоки, мм;
с– плотность металла проволоки, г/мм3.
Коэффициентрасплавления электродной проволоки сплошного сечения при наплавке под флюсомопределим для постоянного тока обратной полярности бр=10 – 12 г/А∙ч.
/>
Шагнаплавки:
/>
Скоростьнаплавки:
/>
/>
гдеFн– площадь наплавленного металла,
/>,
гдеа – коэффициент, учитывающий отклонение площади наплавленного валика от площадипрямоугольника. а = 0,6 – 0,7.
/>
/>,
гдеш – коэффициент потерь металла на разбрызгивание, составляет 1 – 3%,следовательно
/>г/А∙ч.
Вылетэлектродной проволоки, мм
/>
Толщинафлюса составляет 35 мм, т.к. ток наплавки находится в диапазоне 400-800 А.
Выбираемрод тока – постоянный, полярность – обратная.
Дляавтоматической наплавки под флюсом обычно применяется оборудование,изготовленное самим ремонтным предприятием. Установка состоит из модернизированноготокарного станка, подающего механизма, флюсоподающего устройства и источникапитания. В качестве вращателя используется токарный станок, частота вращенияшпинделя которого снижается в 20-30 раз. Для этого между электродвигателемпривода и первым валом коробки скоростей устанавливается редуктор. Механизмподачи электродной проволоки и флюсовое, оборудование устанавливаются насуппорте станка. Источник питания: преобразователь АСБ–300–2, сварочныйгенератор ГСО-300, номинальное напряжение 30В, номинальная сила тока 300 А,пределы регулирования силы тока 75-320 А.
6Расчет режимов механической обработки
Оборудование:специальный горизонтально-фрезерный станок 46.6898;
Кпараметрам режима резания относятся: частота вращения инструмента – 300 – 350об/мин, подача инструмента за оборот шпиндельной головки – 4 – 5 мм, глубинафрезерования – 6 мм, скорость резания, величина подачи.
Минимальный припуск: при последовательной обработкепротиволежащих поверхностей (односторонний припуск):
zmin= Rz+h(1)
Где Rz — высота неровностей профиля на предшествующем переходе, Rz=12,5 мкм.
h — глубинадефектного поверхностного слоя на предшествующем переходе h=30 мкм
zmin=30+12,5=42,5 мкм
Скорость резания — окружнаяскорость фрезы, м/мин:
/> (2)
Где Cv–коэффициент,Cv=332
D – диаметр фрезы D=112,5мм
Т — период стойкости,T=180мин;
t — глубинафрезерования t=6 мм;
sz — величина подачи sz =0,12 мм/об;
B- ширина фрезерования =112,5 мм;
z=1.
показателей степени:
-q=0,2;
-x=0,1;
-y=0,4;
-u=0,2;
-p=0;
-m=0,2.
Общий поправочный коэффициент на скорость резания,учитывающий фактические условия резания:
KV= KMV∙ KПV∙ KИV(3)
где KMV — коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала, KMV=0,869.
KПV — коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки, KПV=0,8
KИV — коэффициент, учитывающий материалинструмента,KИV=0,6
KV=0,869∙0,8∙0,6=0,41712
/>95,68 м/мин.
Дляпроверки правильности расчетов определим частоту вращения фрезы, об/мин:
/>
/> (4)
/> об/мин.
7Нормирование технологического процесса
Наэтапе нормирования технологического процесса устанавливают исходные данные,необходимые для расчетов норм времени и расхода материалов, производят расчет инормирование затрат труда, норм расхода материалов, необходимых для реализациитехнологического процесса.
Рассмотримтехнологическую себестоимость.
Ст= Смат + ФОТ + Сэ + (Сам + Ст.р.)/П
гдеСмат – затраты на основные и вспомогательные материалы (электроды,проволока, флюсы и т.д.);
ФОТ– фонд оплаты труда;
Сэ– расход на электроэнергию, затрачиваемую на технологические нужды;
Сам– отчисления на амортизацию оборудования;
Ст.р.– расходы на содержание и текущий ремонт оборудования.
П– годовая программа ремонта;
Стоимостьматериалов при восстановлении изношенных деталей:
Смат= Сэл + Сзащ,
гдеСэл – стоимость электродных материалов;
Сзащ– стоимость защитных материалов.
Сэл= Цэл∙Gэл,
гдеЦэл – оптовая цена электродов, руб/гр; Цэл = 30 руб/гр
Gэл– масса электродных материалов, гр.
Расходэлектродных материалов определим:
Gэл= Gн∙Кр,
гдеGн– масса наплавленного металла;
Кр– коэффициент расхода. Кр = 1,7
Массанаплавленного металла
Gн= а∙lд∙дн∙с,
гдеа и lд– ширина и длина наплавленной поверхности, мм;
дн– толщина наплавленного слоя (с учетом припуска на механическую обработку), мм;
с= 7,8∙10-3 г/мм2 – плотность металла.
Подставивчисловые значения, получим:
Gн= 70∙50∙6∙7,8∙10-3 = 163,8 г,
ТогдаGэл= 163,8∙1,7 = 278,46 г;
Сэл= 30∙0,2784 = 8,35 руб.
Приручной дуговой наплавке расходы на защитные материалы не рассчитываются, ониучтены коэффициентом расхода, зависит от марки электрода.
Массанаплавленного металла при автоматических способах наплавки:
/>
гдеtо– основное время наплавки,
tо= lдn/Sп= 50∙10 \60 = 8 мин.
Числоударных розеток n=10
Массаэлектродной проволоки
/>
Стоимостьфлюса, необходимого на автоматическую наплавку под флюсом
Сф= Цф∙Gф= 35∙0,327 = 11,47 руб.
Gф= (1,05 – 1,1)∙Gн= 1,05∙312,27 = 0,327 кг
ФОТо= Сч∙Тшт,
гдеСч – часовая тарифная ставка, руб./час;
Тшт– норма штучного времени, мин.
Нормаштучного времени на выполнение технологической операции рассчитывается:
Тшт= to + tпз+ tп.отл+ tоб,
гдеto – оперативное время нанаплавку (основное);
tпз– подготовительно-заключительное время;
tп.отл– время на отдых и личные надобности;
tоб– время на обслуживание рабочего места.
Нормавремени на ремонт 1 ударной розетки 0,20 ч.
to = 0,67 часа;
tпз= 0,2∙4,6% = 0,092 часа;
tп.отл= 0,2∙3,45% = 0,069 часа;
tоб= 0,2∙3,45% = 0,069 часа.
Тшт.авт.= 0,67 + 0,092 + 0,069 + 0,069 = 0,9 часа;
Тшт.руч.= 0,67 + 0,092 + 0,069 + 0,069 + 0,504 = 1,4 часа.
ФОТо.р= 10,6∙1,4 = 14,84
ФОТо.авт= 10,6∙0,9 = 9,54
Заработнаяплата с начислениями
ФОТ= ФОТо∙Кдоп
ФОТр= 14,84∙1,5 = 22,26
ФОТавт= 9,54∙1,5 = 14,31
Стоимостьэлектроэнергии
Сэ= Цэ∙А,
гдеЦэ – цена электроэнергии, руб./кВт∙час
А– расход электроэнергии, кВт∙час.
/>
гдез – КПД источника тока,
що– мощность холостого хода, кВт.
/>
/>
Сэ.руч= 0,95∙4,1 = 3,895 руб.
Сэ.авт= 0,95∙3,1 = 2,945 руб.
Ежегодныеотчисления на амортизацию оборудования.
Сам= qам∙Коб/100,
гдеqам– норма годовых амортизационных отчислений по соответствующим видамоборудования, %
Коб– стоимость оборудования.
/>
/>
Расходына содержание и текущий ремонт оборудования 15 – 20% от стоимости.
/>
/>
Определяемсебестоимость ручной дуговой сварки. План 5000 вагонов в год.
5000вагонов соответствует 10000 ударных розеток.
Смат= 30– стоимость электродов Э46.
ФОТ= 22,26– годовой ФОТ
Сэ= 6,69 – стоимость электроэнергии
Сам= 8436,84 – амортизационные отчисления
Стр= 7578 – затраты на содержание оборудования
Сруч=Смат+ФОТ+Сэ+(Сам+Стр)/П=30+22,26+6,69+(8436,84+7578)/10000=60, 55руб
Определяемстоимость автоматической наплавки.
Смат= 45,85+61 = 96600руб – стоимость материалов.
ФОТ=14,31 – годовой ФОТ
Сэ=3,5 – стоимость электроэнергии
Сам=29390 – амортизационные отчисления
Стр=40083 – затраты на содержание оборудования
Савт=96600 + 14,31 + 3,5+ (29390 + 40083)/10000 = 96624,7руб
А)Расчет технико-экономической эффективности.
Снижениетрудоемкости наплавки
∆Т= Тб – Тс,
гдеТб и Тс – штучное время наплавки по базовому (ручнаянаплавка) и сопоставимому (автоматическая наплавка), ч.
∆Т= 1,48 – 0,976 = 0,504 часа.
Повышениепроизводительности труда:
/>
Снижениесебестоимости наплавки:
ДС= Сб – Сс
ИлиДС = (Сб – Сс)/Сб∙100%,
гдеСб и Сс – себестоимость наплавки детали по базовому исопоставимому вариантам, руб.
Т.к.Сб
ДС= (10,27 – 7,46)/10,27∙100% = 27,36%
Годоваяэкономия наплавки на выполненный объем работ.
Эс= (Сс – Сб)∙П,
гдеП – годовая программа ремонта, шт.
Эс+(10,27– 7,46)∙10000 = 28100 руб.
Срококупаемости дополнительных капитальных вложений
Тр= (Кс – Кб)/Эс,
гдеКс, Кб – капитальные затраты, необходимые для проведениямероприятий соответственно по сопоставимому и базовому варианту.
Тр= (40083 – 7578)/28100 = 1,15
Тр
Годовойэкономический эффект
Э= (Сс + Ен∙Кс) – (Сб + Ен∙Кб),
гдеЕн – нормативный коэффициент эффективности капвложений;
Ен= 0,1 – 0,15, принимаем 0,1
Э= (10,27 + 0,1∙40083) – (7,46 + 0,1∙7578) = 3253,24руб.
Таблица1 Основные показатели технико-экономической эффективностиПоказатели Базовый вариант Автоматическая наплавка Снижение трудоемкости наплавки, Т, ч 0,976
Повышение производительности труда, Птр, % 14,98% Снижение себестоимости С, руб 10,27
Срок окупаемости Тр, т 0,81 Годовой экономический эффект Э, руб 3253,24
Заменаручной дуговой наплавки на автоматическую наплавку под флюсом являетсяцелесообразной, так как снижение трудоемкости равно 0,976 ч. Производительностьтруда повышается на 14,98%.Срок окупаемости дополнительных вложений отиспользования автоматической наплавки составляет 0,81 года, а годовой экономическийэффект 3253,24 р. Кроме всего вышеперечисленного, автоматическая наплавкаоблегчит труд рабочих. На основе полученных расчетов, можно сделать вывод оцелесообразности внедрения автоматической наплавки в производство.
8Охрана труда
1.Участок, где постоянно производится дуговая и газовая сварка, должен иметьрабочую инструкцию, знание и выполнение которой обязательно для сварщиков, атакже должны быть вывешены плакаты, содержащие важнейшие указания по техникебезопасности и пожарной безопасности.
2.При производстве электросварочных работ необходимо соблюдать требованиядействующих правил техники безопасности и производственной санитарии приэлектросварочных работах и требования стандарта ЕСБТ ГОСТ 12.3.003-86 «Работыэлектросварочные. Общие требования».
3.Для защиты глаз и лица от излучения сварочной дуги сварщик должен пользоватьсяисправным шлемом – маской или щитком со светофильтрами различной прозрачности взависимости от величины сварочного тока. Светофильтр Э-1 применяется присварочном токе 30-75 А, Э-2 – 75-200 А, Э-3 – 200-400 А, Э-4 – свыше 400 А. Дляпредохранения тела от ожогов каплями расплавленного металла или воздействиялучей сварочной дуги руки сварщика должны быть защищены брезентовымирукавицами, а сам сварщик должен быть одет в костюм с огнестойкой пропиткой.
4.Для предупреждения воздействия лучей дуги на других рабочих местах выполнениясварки должны быть ограждены переносными ширмами, щитками или специальнымизанавесками высотой не более 1,8 м, которые окрашиваются в светлые тона(голубой, серый, жёлтый) с добавлением в краску окиси цинка с целью уменьшенияотражения ультрафиолетовых лучей дуги.
5.Корпуса и кожухи сварочных машин, шкафы и аппаратные ящики сварочногооборудования должны быть заземлены, а электросварочные установки с источникомпеременного или постоянного тока оснащены устройством автоматическогоотключения напряжения холостого хода или ограничения его в соответствии стребованиями «Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей» и«Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей».
6.Сварочные посты в сварочном цехе должны быть оборудованы приточно-вытяжнойвентиляцией, обеспечивающей эффективное удаление сварочной пыли и газов,удобными столами и сидениями для сварщиков, а также подъёмными средствами дляустановки деталей, масса которых превышает 20 кг.
7.Сварочные провода должны иметь исправную изоляцию. Рукоятку электродержателяизготовлять из изолирующего огнестойкого материала.
8.Во всех случаях повреждения сварочного оборудования необходимо немедленновыключить ток и сообщить мастеру и электромонтёру о повреждении.
9.Очистку сварочного шва от шлака сварки рабочий должен производить в защитныхочках.
10.Минимальное расстояние от свежеокрашенных вагонов при производстве сварочныхработ должно быть не менее 5 м.
11.Освещенность рабочего стола сварщика должна быть не менее 150 лк приискусственном освещении и не менее 100 лк при естественном.
12.При использовании природного газа, смеси природных и искусственных газов, атакже технического пропана при газопламенной обработке металла, сварщик долженруководствоваться «Правилами техники безопасности и производственной санитариипри производстве ацетилена, кислорода и проведения газопламенной обработкеметалла», «Правилами безопасности в газовом хозяйстве» и «Правилами устройстваи безопасности эксплуатации сосудов, работающих под давлением.
Заключение
Вкурсовом проекте изучен технологический процесс ремонта ударной розетки,определены условия эксплуатации детали, рассмотрен существующий технологическийпроцесс ремонта ударной розетки, выбрано технологическое оборудование иоснастка для механической обработки ответственных узлов ударной розетки,получены навыки оформления технологических документов, составления алгоритмаизготовления детали.
Списокиспользуемых источников
1Г. Ф. Гусев, В. А. Королев «Проектирование технологических процессов ремонтадеталей вагонов» Ч.1, Омск, 1997 г.
2Г. Ф. Гусев, В. А. Королев, Л. А. Пасечникова «Проектирование технологическихпроцессов ремонта деталей вагонов» Ч.2, Омск, 1998 г.
3Г.Ф. Гусев, В.В. Зубенко «Комплектация и оформление технологических документовпри ремонте вагонов»: Методические указания при курсовом проектировании / Г. Ф.Гусев, В. В. Зубенко; Омский гос. Ун-т путей сообщения. Омск, 2006. 54 с.
4Быков Б.В., Пигарев В.Е. Технология ремонта вагнонов: Учебник для среднихспециальных учебных заведений ж.-д. трансп. — М.: Желдориздат, 2001. — 559 с.
5Технология производства и ремонта вагонов: Учебник для вузов ж.-д. трансп. / К.В. Мотовилов, В.С. Лукашук, В.Ф. Криворудченко, А.А. Петров; Под ред. К.В.Мотовилова. — М.: Маршрут, 2003. — 382 с.
6Инструкцияпо ремонту и обслуживанию автосцепного устройства подвижного состава железныхдорог Российской Федерации. ЦВ-ВНИИЖТ-494
7Автосцепка. Устройство, эксплуатация и ремонт.В.Г. Голованов, В. И. Ладыгин.
8Автосцепное устройство железнодорожного подвижного А22 состава/В. В.Коломийненко, Н. А. Костина, В. Д. Прохоренков, В. И. Беляев. — М.: Транспорт,1991 – 232 с.
9Справочниктехнолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 1/Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К.Мещерякова,— 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1986. 656 с, ил.
10 Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. С74 Т. 2 /Под ред. А. Г. Косиловойи Р. К. Мещерякова.— 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1986. 496с, ил.