Введение
Одно из направлений повышения эффективности производства - его переоснащение современной техникой, внедрение передовых технологических процессов и достижений современной науки.
В лесной промышленности и лесном хозяйстве таким направлением наряду с увеличением единичной мощности выпускаемой техники, повышением ее надежности и эффективности является массовый переход на гидрофицированную технику, позволяющую повысить производительность труда благодаря облегчению управления машинами, сокращению времени рабочего цикла, механизации вспомогательных операций. Широкое внедрение машин с гидроприводом поставило перед механизаторами лесной промышленности и лесного хозяйства задачу обеспечения их качественного технического обслуживания и ремонта, а следовательно, и эффективного использования.
Основными преимуществами гидропривода являются: независимое расположение привода и возможность любого разветвления мощности, простота кинематических схем и создание больших передаточных чисел, легкость реверсирования исполнительного механизма, достаточная скорость выполнения технологических операций, возможность предохранения от перегрузок, стандартизация и унификация деталей и сборочных единиц.
В гидроприводе лесных машин широко применяются гидроцилиндры. Они отличаются сравнительно малыми габаритными размерами и массой на единицу передаваемой мощности, бесступенчатым регулированием скорости, удобством эксплуатации, высоким коэффициентом полезного действия и другими положительными факторами, которые способствуют их распространению. Поэтому выпуск гидроцилиндров приобретает особо важное значение. Однако их изготовление и ремонт при существующей технологии - очень трудоемкий и сложный процесс, требующий больших затрат труда и средств.
Эффективное повышение производительности труда при ремонте цилиндров с использованием существующих технологических процессов практически невозможно. Необходимы качественно новые технологические процессы. К ним прежде всего следует отнести нанесение полимерных покрытий на грубо обработанные внутренние поверхности цилиндров, позволяющие получать высокую точность и чистоту поверхности цилиндров без механической обработки. Вопросам технологии нанесения покрытий на внутренние поверхности гидроцилиндров, надежности их работы посвящен настоящий проект.
1. Обзор номенклатуры гидроцилиндров и способы их восстановления.
1.1. Номенклатура гидроцилиндров лесных машин.
Гидроцилиндры являются простейшими гидродвигателями, выходное звено которых совершает возвратно-поступательное движение, причем выходным (подвижным) звеном может быть как шток или плунжер, так и корпус гидроцилиндра.
Основными параметрами гидроцилиндров являются их внутренний диаметр, диаметр штока, ход поршня и номинальное давление, определяющее его эксплуатационную характеристику и конструкцию, в частности тип применяемых уплотнений, а также требования к качеству обработки и шероховатости внутренней поверхности гидроцилиндра и наружной поверхности штока. Гидроцилиндры бывают одно- и двустороннего действия.
Характерная особенность гидроцилиндра одностороннего действия (рис.1.1., а) заключается в том, что усилие на выходном звене (например, штоке), возникающее при нагнетании в рабочую полость гидроцилиндра жидкости под давлением, может быть направлено только в одну сторону (рабочий ход). В противоположном направлении выходное звено перемещается, вытесняя при этом жидкость из гидроцилиндра, только под влиянием возвратной пружины 6 или другой внешней силы, например, силы тяжести.
Поршневые гидроцилиндры одностороннего действия на лесных машинах применяют обычно в системах управления и для привода некоторых вспомогательных механизмов.
Гидроцилиндры двустороннего действия (рис.1.1., б) в отличие от гидроцилиндров одностороннего действия включают в себя две рабочие полости, поэтому усилие на выходном звене и его перемещение могут быть направлены в обе стороны в завиимости от того, в какую из полостей нагнетается рабочая жид-
кость (противоположная полость при этом соединяется со сливом).Схемы различных вариантов крепления корпуса гидроцилиндра показаны на рис.1.2. Жесткое крепление (рис.1.2., а, б, в) применяют в основном для небольших гидроцилиндров системы управления. В лесных машинах чаще используют шарнирное крепление корпуса гидроцилиндра (рис.1.2., г и д).
Гидроцилиндры рабочего оборудования крепят шарнирно (рис.1.2., д), причем в обоих местах шарнирного крепления - у корпуса и штока - применяют сферические подшипники скольжения типа ШС. Эти подшипники допускают поворот (на небольшой угол) пальца в любой плоскости, обеспечивают свободный монтаж и демонтаж шарнирного соединения и исключают заклинивание его при небольших перекосах из-за неточности изготовления элементов рабочего оборудования.
1.2. Неисправности гидроцилиндров и способы их восстановления.
К основным неисправностям гидроцилиндров можно отнести: нарушение уплотнения поршня, износ поверхности гильзы, срыв резьбы, различные течи через уплотнения, износ гильзы, поршня, штока и др.
У гильзы цилиндра изнашивается внутренняя поверхность, на которой могут быть задиры, глубокие царапины, а также забоины и заусенцы по торцам. Следует отметить, что износ гильзы гидроцилиндра носит бочкообразный характер. Это вызвано тем, что для основных рабочих операций лесных и строительных машин нет необходимости использовать весь возможный ход поршня. Таким образом гильза гидроцилиндра изнашивается в основном в своей центральной части, в то время, как по краям износ имеет минимальные значения.
Отдельные забоины или риски на зеркале цилиндра можно зачищать шкуркой, зернистостью 80 - 120. При значительном износе рабочей поверхности гильзы ее растачивают под ремонтный размер. После расточки зеркало цилиндра подвергается отделочным операциям, т.к. чистота поверхности зеркала должна быть не менее девятого класса. В настоящее время в качестве отделочных операций применяют хонингование, раскатку, притирку, точную расточку, шлифование, полировку и прошивание.
Ремонт штоков можно проводить двумя путями. Первый сводится к обработке штоков по диаметру до ремонтного размера с последующим хромированием, с толщиной слоя не менее 0,021 мм. Второй способ сводится к проточке наружной поверхности на глубину 0,6 - 1 мм, наращиванию металла виброконтактной наплавкой, обработке и хромированию. Погнутые штоки следует править без нагрева, допустимый прогиб, при длине штока до 300 мм, не более 0,15 мм на всей его длине. Резьба на концах штока, в случае ее забоя, прогоняется или заваривается, протачивается и нарезается вновь.
У поршня изнашиваются направляющие поверхности, канавки для поршневых колец и сами кольца.
При большом износе обычно поршни не восстанавливают, а заменяют вновь изготовленными. В настоящее время имеется опыт восстановления поршней наплавкой полиамидной смолой П-6110Л на специальных литьевых формах. Кроме того, разработан метод ремонта поршней с помощью полиамидных чехлов-манжет.
Уплотнительные резиновые кольца заменяются новыми при их износе или потере эластичности.
Собранные гидроцилиндры испытывают на стенде на герметичность и скорость перемещения штока.
1.3. Задачи дипломного проектирования.
Наиболее ответственная операция при ремонте гидроцилиндров заключается в окончательной отделке внутренней поверхности гильзы гидроцилиндра. В разделе 1.2. были приведены отделочные операции, применяемые в настоящее время. Ни один из этих способов не является универсальным. Все они трудоемки, требуют точных станков и высокой квалификации рабочего, что в свою очередь ведет к значительному увеличению стоимости ремонта. Кроме того современные условия эксплуатации при недостатке финансирования служб технического обслуживания приводят к тому, что машины не обслуживаются в установленные сроки и фактически работают на износ. Эти причины ведут к тому, что в деталях возникают запредельные износы, в следствие чего они не могут быть восстановлены обычными способами и их вынуждены утилизировать.
Необходимы качественно новые технологические процессы. К ним прежде всего следует отнести нанесение полимерных покрытий на грубо обработанные внутренние поверхности гидроцилиндров без механической обработки, позволяющие получать высокую точность и необходимую шероховатость поверхности гидроцилиндров без механической обработки. Преимуществом этого способа также является возможность многократного повторения этого процесса без дополнительного снятия слоя металла, т.к. есть возможность выплавить слой изношенного полимера при температурах, немногим более 100о С.
Таким образом задача дипломного проекта состоит в том, чтобы показать перспективность использования данного метода на предприятиях лесопромышленного комплекса.
2. Проектирование технологии ремонта гидроцилиндров с использованием полимерных материалов.
2.1. Условия работы и конструктивно-технологические особенности гидроцилиндров.
Гидроцилиндры лесных машин предназначены для эксплуатации при температуре окружающего воздуха от -40 до +50о С на гидравлических маслах (ВМГЗ, МГ-30, И-20 А), предназначенных для гидроприводов при работе на номинальном давлении 16 МПа (160 кгс/см2). Наибольшее кратковременно допустимое давление не должно превышать 20 МПа (200 кгс/см2).
Гидроцилиндр (рис.2.1.) на давление 160 кгс/см2, используемый для рабочего оборудования экскаватора ЭО-3322А, состоит из следующих основных частей: собственно гидроцилиндра (гильзы 19 с приваренной к ней задней крышкой), навинченной на гильзу 19 передней крышки 9 с отверстием под шток, штока 18 с проушиной 2 и поршня 15. В проушине 2, ввинченной в наружный торец штока 18, и в проушине задней крышки гидроцилиндра установлены с помощью пружинных колец сферические подшипники 1 типа ШС.
Рабочая жидкость подается в поршневую и штоковую полости гидроцилиндра соответственно через отверстия Б и А. Герметичное разделение поршневой и штоковой полостей и передача усилия от давления в рабочей полости на шток 18 создается поршнем 15 с манжетами 14 и уплотнительным кольцом 13. Поршень 15 крепят на внутреннем конце штока 18 гайкой 16, фиксируемой шплинтом 17. Перетечки из полости в полость гидроцилиндра предотвращаются по наружной поверхности поршня манжетами 14, по внутренней - кольцом 13. Манжеты 14 удерживаются от осевого перемещения по поршню 15 манжетодержателями 12.
Передняя крышка 9 фиксируется на резьбе гильзы 19 цилиндра контргайкой 10. Запрессованная в крышке 9 втулка 21
служит направляющей для штока 18.
Утечкам из штоковой полости гидроцилиндра препятствуют установленное в проточке крышки 9 уплотнительное коль-цо 8, а также манжета 6 и уплотнительные кольца 4 и 5 во втулке 21. От осевого перемещения при движении штока манжета 6 удерживается манжетодержателем 7. Со стороны наружного торца крышки 9 установлен грязесъемник 3, который удерживается гайкой 22, ввернутой во внутреннюю резьбу крышки.
На штоке рядом с поршнем 15 установлен демпфер 11, смягчающий удар поршня в переднюю крышку в конце его пол
ного хода. В конце хода штока налево щель между кромкой 20 крышки 9 и конической поверхностью демпфера 11, через которую рабочая жидкость выжимается поршнем из штоковой полости в отверстие А, уменьшается. При этом поршень затормаживается за счет дросселирования масла через уменьшающуюся щель.
ВНИМАНИЕ!!!
Имеется возможность получить 10 чертежей А1, входящих в дипломный проект в формате CDW - редактор машиностроительных чертежей КОМПАС (можно перекодировать в формат АВТОКАДа DWG), а также 9 листов спецификации, конструкторскую часть и прочие разделы входящие в проект (см. содержание).
Обращаться: E mail – an_p@hotmail.com
ЛТА
ТЛМиР
Карта технологического процесса дефектации
КАРТА ЭСКИЗОВ
Цилиндр У 45060.092.120
ЛТА
ТЛМиР
Карта технологического процесса дефектации
КАРТА ЭСКИЗОВ
Шток У 4560.096.230
ЛТА
ТЛМиР
Карта технологического процесса дефектации
КАРТА ЭСКИЗОВ
Втулка У 4560.086.004
ЛТА
ТЛМиР
Карта технологического процесса дефектации
Втулка У 4560.086.004
Наименование, марка материала
Обозначение изделия
Наименование изделия
Вид ремонта
ЛТА
ТЛМиР
Карта технологического процесса дефектации
КАРТА ЭСКИЗОВ
Поршень У 4560.092.150СБ
ЛТА
ТЛМиР
Карта технологического процесса дефектации
Поршень У 4560.092.150СБ
Наименование, марка материала
Обозначение изделия
Наименование изделия
Вид ремонта
ЛТА
ТЛМиР
Маршрутная карта ремонта
КАРТА ЭСКИЗОВ
Цилиндр У 4560.092.120
2.4. Расчет режимов для операционной карты ремонта
Цилиндр У 4560.092.120.
1. Стягивание сварного шва задней крышки гидроцилиндра (поз.4).
Используется токарно-винторезный станок 16Б16КА, резец 2102-0005-ВК8-1 ГОСТ 18877-73.
Рассчитываем глубину резания:
2. Черновое растачивание цилиндра (поз.1, 3).
3. Заливка полимерного материала в щелевой зазор.
2. Хромирование поверхности штока (поз.1).
3. Шлифование штока после хромирования поз. 1.
ЛТА
ТЛМиР
Операционная карта ремонта
КАРТА ЭСКИЗОВ
Цилиндр У 4560.092.120
Операционная карта ремонта
Деталь: Цилиндр У 4560.092.120
Материал: Сталь 45 ГОСТ 1050-74
Твердость: HB 207
№
по-зи-ции
№
опе-
ра-
ции
Наименование дефектов и технологи-
ческих операций по их устранению
Оборудование и приспособления
Инструмент рабочий и измерительный
Режимы
ЛТА
ТЛМиР
Операционная карта ремонта
КАРТА ЭСКИЗОВ
Шток У 4560.096.230
Операционная карта ремонта
Деталь: Шток У 4560.096.230
Материал: Сталь 45 ГОСТ 1050-74
Твердость: HB 240
№
по-зи-ции
№
опе-
ра-
ции
Наименование дефектов и технологи-
ческих операций по их устранению
Оборудование и приспособления
Инструмент рабочий и измерительный
Режимы
3. Стенд для разборки и сборки гидроцилиндров.
3.1. Назначение и область применения стенда.
3.3. Устройство и работа стенда.
3.4. Расчет гидропривода механизма вытягивания-установки штока.
3.5. Электрическая схема стенда.
3.6. Расчеты на прочность и работоспособность
Определение диаметра гидравлических трубопроводов.
Расчет диаметра пальца
Расчет проушины на прочность
Расчет диаметра формующего стержня
Определение диаметра формующего стержня при помощи ЭВМ
Расчет толщины стенок формующего стержня
3.7. Разработка технологической оснастки.
4. Исследования эксплуатационных характеристик полимерных покрытий.
4.1. Выбор способа нанесения полимерного покрытия.
В настоящее время известно несколько способов нанесения полимерных покрытий на внутренние цилиндрические поверхности, в частности:
1. Центробежный.
2. Нанесение покрытий в “кипящем слое”.
3. Электростатический метод напыления полимеров.
4. Футеровка цилиндров путем запрессовки тонкостенных полимерных втулок с последующей механической обработкой.
5. Газопламенное напыление.
Для изготовления металлопластмассовых цилиндров наиболее пригодны центробежный способ и способ запрессовки полимерных втулок в металлические корпуса с последующей механической обработкой. Однако оба способа имеют существенные недостатки. Так, например, при центробежном способе трудно обеспечить высокую точность внутреннего диаметра цилиндра, низка производительность, высока энергоемкость процесса и др. Запрессовка тонкостенных втулок с последующим растачиванием нерациональна вследствие большой трудоемкости.
В настоящее время наиболее приемлемым способом нанесения полимерного покрытия является способ получения полимерных покрытий путем отверждения полимерных композиций в щелевом зазоре.
Способ нанесения полимерного покрытия на внутренние поверхности цилиндра состоит в заполнении жидкой полимерной композицией (с последующим ее отверждением) щелевого зазора между покрываемой поверхностью, соответственно подготовленной для обеспечения хорошей адгезии покрытия, и поверхностью формующего элемента, имеющей высокую чистоту и обработанной с целью исключения к ней адгезии полимера.
Сущность рассматриваемого способа заключается в следующем (рис.4.1.). Металлический цилиндр 3, подлежащий облицовке пластмассой, устанавливается на основании 4. Концентрично цилиндру здесь же укрепляется центральный формующий стержень 2, имеющий диаметр несколько меньший, чем размер внутреннего диаметра цилиндра. Для создания дополнительного объема пластмассы с целью компенсации усадки на цилиндре имеется накладное кольцо 1. Кольцевой зазор 5 между внутренней поверхностью цилиндра и наружной поверхностью стержня, определяющий толщину слоя покрытия 1-5 мм, заполняется пластмассой. Для ограничений наносимого покрытия по высоте и уплотнения его используется подпрессовочное кольцо 6, которое на некоторой стадии полимеризации пластмассы устанавливается между стержнем и накладным кольцом. Под действием необходимого усилия подпрессовочное кольцо, скользя по стержню, осаживается до уровня цилиндра. При этом избыток массы выдавливается в зазор между наружной поверхностью подпрессовочного кольца и внутренней поверхностью накладного кольца.
После отверждения пластмассы приспособление разбирают. Механическая обработка цилиндра с нанесенным слоем покрытия сводится к снятию фасок.
Применение способа обеспечивает высокую чистоту внутренних поверхностей металлопластмассовых цилиндров, точность размеров внутренних диаметров цилиндров, более высокую производительность и экономичность изготовления металлопластмассовых цилиндров по сравнению с центробежным способом нанесения полимерного покрытия.
4.2. Выбор полимерной композиции.
5. Проектирование участка восстановления гидроцилиндров.
5.1. Организация работ на участке.
Работа на участке может быть организована следующим образом. После мойки гидроцилиндры поступают на участок ремонта и испытания гидроцилиндров, где складываются в специальный контейнер для ожидания ремонта. Затем на стенде разборки, ремонта, сборки гидроцилиндры разбираются, проводится их дефектовка. В случае необходимости гидроцилиндры подвергают мелкому ремонту (замена уплотнительных колец и т.д.). При износе более допустимого штоки направляются на восстановление на соответствующие участки. Отремонтированные гидроцилиндры направляются на испытания, где они проходят проверку при работе под нагрузкой. В случае, если параметры не удовлетворяют техническим требованиям, цилиндры возвращаются для повторного ремонта. Если же параметры полностью удовлетворяют требованиям, гидроцилиндры направляются на склад отремонтированной продукции.
5.2. Расчет производственной площади участка ремонта гидроцилиндров.
Подбор оборудования и инвентаря.
Таблица 5.1.
N
п/п
Оборудование и инвентарь
Марка или модель
Кол-во
Требуемые размеры, мм
Площадь м2
1
2
3
4
5
6
1
Стенд для разборки и сборки гидроцилинд-ров
собс.изгот.
1
300 х 920
2,76
2
Моечная ванна
собс.изгот.
1
2500 х 1000
2,5
3
Дефектовоч-ный стол
собс.изгот.
1
2500 х 1000
2,5
4
Стенд для испытаний гидроцилиндров
КИ-4815М
1
1640 х 875
1,44
5
Контейнер для гидроцилинд-ров, ожидающих ремонта
собс.изгот.
1
2000 х 1000
2
6
Бункер для утильных деталей
Р-938
1
1500 х 1000
1,5
7
Верстак слесарный
ОРГ-1468-01-060А
2
1500 х 800
1,2
8
Приспособле-ние для заливки полимерного материала
собс.изгот.
1
1000 х 1000
1
9
Термошкаф
1
1000 х 1000
1
10
Шкаф для хранения материа-
ОРГ-1468-07-040
1
1000 х 500
0,5
лов и измерительного инструмента
11
Стеллаж для хранения деталей и зап. частей
ОРГ-1468-05-230А
1
1500 х 500
0,75
12
Ларь для песка
ОРГ-1468-03-320
1
500 х 500
0,25
13
Бункер для мусора
собс.изгот.
1
500 х 500
0,25
14
Ларь для обтирочного материала
ОРГ-1468-07-090А
1
1000 х 500
0,5
Итого:
20,65
Принимаем площадь, занятую оборудованием участка, 20 кв.м.
Площадь участка определяем по формуле:
F = C . Fo, (5.1.)
где С - коэффициент плотности оборудования, равен 5;
Fo - площадь, занимаемая оборудованием участка.
F = 20 . 5 = 100 м2.
Принимаем размеры участка 12,5 x 8 метров.
6. Энергетические затраты при осуществлении проекта.
Для того, чтобы определить количество потребляемой электроэнергии, необходимо сначала определить активную мощность токопотребителей по формуле:
Na = Kc . å Nуст, (6.1)
где: Kc - коэффициент спроса, учитывающий время работы токоприемников и их загрузку;
å Nуст - суммарная установленная мощность токопотребителей, кВт.
Na = 0,55 . 30 = 16,5 кВт.
Годовой расход электроэнергии для силового потребления определяют с учетом действительного годового фонда времени и коэффициента загрузки (по времени):
Nг1 = Nа. Фд . n . Кз, (6.2)
где: Фд - годовой действительный фонд времени работы токопотребителей для одной смены (равен 1802,69 часа);
n - число смен;
Кз - коэффициент загрузки токопотребителей по времени (принимаем 0,8).
Nг1 = 16,5 . 1802,69 . 1 . 0,8 = 23795,5 кВт.ч
По этой же формуле рассчитывают годовой расход электроэнергии на освещение участка. Освещается участок лампами типа ЛДЦ по 80 Вт каждая, мощность всех ламп составит:
39 . 80 = 3120 Вт.
Тогда годовой расход электроэнергии на освещение:
Nг2 = 3120 . 1802,69 . 1 = 5624,9 кВт.ч
Полный годовой расход электроэнергии по участку составит:
Nг = Nг1 + Nг2, (6.3)
Nг = 23795,5 + 5624,4 = 29419,9 кВт.ч
7. Охрана труда.
7.1. Состояние условий труда при стендовых испытаниях и ремонте гидроаппаратуры.
7.2. Анализ вредных и опасных факторов.
Таблица 7.1.
Анализ вредных и опасных факторов.
N
п/п
Рабочее место
Опасные и вредные факторы
Характеристика опасных и вредных факторов
1
2
3
4
7.3. Требования нормативно-технической документации по охране труда.
Таблица 7.2.
Требования нормативно-технической документации по охране труда.
N
п/п
Требования
Нормативный
документ
7.4. Мероприятия по защите работающих от опасных и вредных факторов.
Для того, чтобы уменьшить или исключить вообще влияние опасных и вредных факторов на человека необходим целый комплекс мер по охране труда.
Методы борьбы с шумом.
Мероприятия по защите работающих при погрузочно-разгрузочных работах.
Перед пользованием стропами и цепями для транспортировки гидроцилиндров необходимо проверить их состояние и в случае необходимости заменить.
Следить за тем, чтобы под грузом не было людей и груз не перемещался под рабочими местами по пути транспортировки груза.
Строповку груза производить согласно схемы строповки.
7.5. Техника безопасности.
8. Экономическое обоснование проекта.
В настоящее время для предприятий лесного комплекса воспроизводство в полной мере основных фондов затруднено в связи с повсеместными неплатежами и основным направлением содержания машин в работоспособном состоянии является ремонт.
Развитие системы ремонта, совершенствование методов ремонта, внедрение способов малозатратного ремонта - основное направление поиска в этой ситуации.
Предлагаемый к внедрению способ ремонта гильз гидроцилиндров методом заливки в полость износа полимерных материалов является самым оптимальным для условий центральных ремонтных мастерских лесохозяйственного предприятия.
Опыт эксплуатации гидроцилиндров с полимерным покрытием показывает что износостойкость полимерных покрытий не уступает износостойкости металлических поверхностей, а износостойкость резиновых уплотнений увеличивается в 7-10 раз.
Применение предлагаемого способа позволяет:
исключить потребность в точных станках и рабочих высокой квалификации;
исключить потребность в ремонтных поршнях;
повысить износостойкость резиновых уплотнителей в 7 - 10 раз;
исключить выбраковку гильзы после 1 - 2 ремонтов (практическая выбраковка составляет 15 - 20 % от поступающих в ремонт).
Расчет экономической эффективности применения этого способа ведем, исходя из возможной годовой производительности одного комплекта оснастки, используемой в одну смену.
Таблица 8.1.
Операционное время ремонта гидроцилиндров на участке
с применением внедряемой технологии
N
п/п
Операция
Вре-мя
на опера-цию, мин.
Шту-чно-каль-куля-ционное вре-мя зат-рат тру-да, мин.
Оборудо-вание
Состав бригады
Приме-чание
1
2
3
4
5
6
7
1
Разборка гидроцилиндра
20
20
стенд
2слесаря 4 р
2
Мойка деталей
15
5
моечная машина
слесарь 4 р
3
Дефектовка деталей
22
22
стол дефектов-щика
слесарь 4 р
4
Ремонт деталей гидроцилиндра (кроме гильзы)
--
--
--
--
Выпол-няется вне участка (механ., свароч-ный)
5
Сборка приспособления с гильзой
8
8
верстак
2слесаря 4 р
Продолжение табл.8.1.
1
2
3
4
5
6
7
6
Подготовка полимерной композиции
10
10
- // -
слесарь 4 р
7
Нагрев гильзы с приспособлением до 50о С
20
5
термо-
шкаф
слесарь 4 р
8
Заливка композиции
10
10
стол для заливки
2слесаря 4 р
9
Нагрев гильзы с приспособлением до 80о С
25
4
термо-
шкаф
слесарь 4 р
10
Охлаждение
45
4
на воздухе
слесарь 4 р
11
Распрессовка гильзы
7
7
ручной пресс
2слесаря 4 р
12
Сборка гидроцилиндра
24
24
стенд
2слесаря 4 р
13
Испытание гидроцилиндра
20
20
стенд
2слесаря 4 р
Итого время на ремонт одного гидроцилиндра на участке
138
Таким образом трудозатраты на участке для выполнения всего объема работ по ремонту одного гидроцилиндра, составляют 138 мин, что равно 2,3 часа (t) с составом звена в количестве 2х человек, оба слесаря 4 разряда, с режимом работы в одну смену в течении года.
Годовой фонд времени работы участка (оборудования):
, (8.1.)
где: Дв - выходные дни в году, равно 104;
Дп - праздничные дни в году, равно 8.
-коэффициент использования оборудования, учитывающий простои в ремонтах и пр.
часов
Количество цилиндров, которое можно отремонтировать на участке в год:
штук (8.2.)
Расчет экономической эффективности ведем из соотношения затрат на ремонт гильз цилиндров базовым способом (расточка, шлифовка) и способом, с применением полимерных композиций (расточка по необходимости, заливка полимером).
Таким образом для расчета экономической эффективности принимаем:
Количество гильз, восстанавливаемых при базовом методе:
n=856 штук
Количество гильз, восстанавливаемых методом заливки композиции (внедряемый метод):
n=856 штук
В дипломном проекте для расчета экономической эффективности принимаем гидроцилиндр подъема стрелы экскаватора ЭО-3322Б, который имеет гильзу с внутренним диаметром d = 140 мм, длиной L = 1105 мм.
Для расчета эффективности рассматриваем и оцениваем только те технологические операции, которые не являются общими для сравниваемых вариантов.
Таблица 8.2.
Операции
Оборудование
Кол-во
Цена обору-дова-ния на 1.01.98 с учетом транс-портно-склад-ских расходов (10%) по данным ЛОМЗ, руб.
Норма амортизации (годо-вая), %
Штуч-но-кальку-ляци-онное время опера-ции, час
1
2
3
4
5
6
А. Базовый вариант
1) чистовая расточка гильзы
2) шлифование гильзы
токарный станок 1М63Г,
внутришлифовальный станок 3М227ГВФ2Н,
1
1
39.600
56.800
6
6
0,41
(tшк1)
0,53
(tшк2)
Продолжение табл.8.2.
1
2
3
4
5
6
Б. Внедряемый вариант
1) заливка композиции
а) сборка приспособления
б)приготовление композиции
в) нагрев до 50о С
г) заливка
д) нагрев до 80о С
е) разборка приспособления с гильзой
внедряемое приспособле-ние
тара
термошкаф
ручной инструмент индивид.изготовл.
термошкаф
верстак
1
1
1
1
1
1
1210
3312
130
3312
580
50
12
50
12
7
0,87
(tшк3)
Расчет затрат на ремонт гильз.
I. Капитальные вложения.
А. По базовому варианту.
С учетом загрузки станочного оборудования другими работами при годовом фонде времени станков Фг = 1968 час и штучно-калькуляционном времени работы на токарном станке tш.к.1 = 0,41 час, на шлифовальном станке tш.к.2 = 0,53 час (таб.8.2.) доля капитальных вложений составит:
, (8.3.)
где: Цт, ш - балансовая стоимость токарного, шлифовального станков.
руб.;
Б. По внедряемому варианту.
Капитальные вложения по оборудованию для заливки полимерного материала:
= 1210 + 3312 +130 + 580 = 5232 руб. (таб.8.2.поз.Б 1 а,в,г,е)
II. Себестоимость работ.
1. Стоимость материалов.
А. По базовому варианту.
Резиновые уплотнения - цена (ЛОМЗ) равна 6 руб. 20 коп.
Стоимость потребляемых материалов:
n х 3 х 6,2 = 856 х 3 х 6,2 = 15922 руб., где 3 - количество уплотнений на цилиндр.
Б. По внедряемому варианту.
Количество композиции на одну гильзу в кг равно:
, (8.4.)
где: D - диаметр гильзы после расточки, равен 144 мм;
d - диаметр гильзы номинальный, равен 140 мм;
k - коэффициент потерь, равен 1,2;
g - удельный вес композиции, равен 1,2 г/см3
кг.
Стоимость полимерной композиции (ЭД-20, МТФ-9-15, ПЭПА) равна 3200 руб. за 1 тонну. 1кг. - 3р 20 коп
Цена одного уплотнения равна 6 руб. 20 коп., а с учетом повышения износостойкости в 7 раз стоимость комплекта (3 шт.) составит:
3 х 6,2 : 7 = 2 руб. 66 коп.
Стоимость потребляемых материалов на восстановление гильз:
856 х (3,2 х 1,3 + 2,66) = 5838 руб.
Основная и дополнительная заработная плата производственных рабочих.
А. Базовый вариант.
Тарифная ставка станочника 5 разр. равна 3 руб. 95 коп.
а) Заработная плата составляет:
, (8.5.)
где: tш.к. - штучно-калькуляционное время (табл.8.2.) tш.к.1 = 0,41 ; tш.к.2 = 0,53 ;
r - коэффициент, учитывающий дополнительную зарплату, равен 1,12;
t - коэффициент, учитывающий отчисления в пенсионный фонд, соц.страх, фонд занятости и обязательное медицинское страхование, равен 1,39.
руб.
Б. Внедряемый вариант.
Тарифная часовая ставка слесаря 4 разр. равна 3 руб. 15 коп. ()
(8.6.)
= (856 . 3,15 . 2 . 0,78) . 1,12 . 1,39 = 6548 руб.,
где: N - количество рабочих в бригаде;
lст - тарифная ставка.
Расходы на эксплуатацию и содержание оборудования.
А. По базовому варианту.
а) Подготовка станков к работе и ежедневное обслуживание входит в функции станочников.
б) Стоимость электроэнергии: токарный станок имеет мощность электродвигателя 6,3 кВт, шлифовальный станок - 5,7 кВт; коэффициент загрузки токарного станка по мощности Км = 0,7, шлифовальный станок Км = 0,5; стоимость электроэнергии за 1 кВт.час Цэ = 0,277 руб.
Стоимость электроэнергии составит:
, (8.7.)
где: Цэ - цена 1 кВт.час электроэнергии;
N - мощность двигателя, кВт;
Км - коэффициент использования станка по мощности, для токарного и шлифовального соответственно 0,8 и 0,7;
tш.к. - штучно-калькуляционное время операции;
К - коэффициент основного времени в штучно-калькуляционном.
Сэ = 856 . [0,277 . 6,3 . 0,8 . 0,7 . 0,41 + 0,277 . 5,7 . 0,5 . 0,7 . 0,53]= = 505 руб.
в) Стоимость смазочных материалов и охлаждающих жидкостей принимаем в размере 10 % от затрат на электроэнергию: 505 . 0,1 = 51 руб.
г) Амортизационные отчисления (табл.8.2.) в % от балансовой стоимости оборудования:
А =Ат + Аш = Цт . Н т . dт + Цш . Н ш . dш (8.8.)
где: Цт, ш - балансовая стоимость станков (табл.8.2.);
Н т, ш - норма амортизационных отчислений в год (табл.8.2.);
dт, ш - доля использования станков в год.
А = 39600 . 0,06 . 0,152 + 56800 . 0,06 . 0,196 = 1059 руб.
д) Затраты на текущий ремонт составляют 65 % от амортизационных отчислений: 1059 . 0,65 = 688 руб.
е) Прочие затраты принимаем в размере 10 % от суммы затрат. (505+1059+688) x 0,1=225 руб.
ж) Общая сумма затрат: 505+1059+688+ 225 = 2477 руб.
Итого себестоимость составляет 22607 руб.
Б. По внедряемому варианту.
а) Стоимость электроэнергии.
Термошкаф имеет мощность Nм =3,5 кВт, коэффициент загрузки по мощности К = 1, стоимость электроэнергии 0,277 руб. за кВт.час
, (8.9.)
где: h - коэффициент полезного действия, равен 0,85;
N- количество деталей;
tосн -время нагрева (час).
Сз = 856 . 0,277 . 3,5 . 1,0 . 0,75 : 0,85 = 623 руб.
б) Износ инструментов и приспособлений .
На оборудование для заливки:
На1 = 3312 . 0,12 + 580 . 0,07 + 1210 . 0,5 + 130 . 0,5 = 1108 руб. (табл. 8.2. Б1 а,в,г,е)
в) Затраты на текущий ремонт
берем 65 % от амортизационных отчислений:
1108 . 0,65 = 720 руб.
г) Прочие затраты
берем 10 % от затрат: (623 + 1108 + 720) . 0,1 = 245 руб.
д) Всего затрат: 2451 + 245 = 2696 руб.
Итого себестоимость составляет 15082 руб.
Полученные по результатам расчета данные заносим в таблицу.
Таблица 8.3.
Показатели экономической эффективности
Показатели
Единицы измерения
Базовый вариант
(расточка и шлифовка)
Внедряемый вариант
(нанесение полимерного покрытия)
Кол-во гидроцилиндров поступающих в ремонт
шт.
856
856
Капитальные вложения
руб.
20156
----
Стоимость технологической оснастки
руб.
----
5746
Себестоимость
руб.
18900
15289
Увеличение прибыли
руб.
----
3611
Целью данного экономического расчета являлось доказательство того, что предлагаемый к применению метод ремонта гильз гидроцилиндров является оптимальным для всех случаев износа гильз не только по простоте и доступности применения, но и по экономической целесообразности.
Заключение
На основании выполненной работы можно сделать следующие выводы:
Предлагаемая технология ремонта гидроцилиндров позволит существенно упростить технологию ремонта гидроцилиндров, снизить себестоимость ремонта, значительно понизить размер капиталовложений, и при этом: увеличить ресурс гидроцилиндров, почти полностью исключить выбраковку гильз, увеличить ресурс резиновых уплотнений в 7-10 раз.
Конструкция разработанного стенда для разборки и сборки гидроцилиндров позволяет механизировать отвинчивание и завинчивание крышек гидроцилиндров, что позволит снизить трудозатраты на эту операцию и уменьшить производственный травматизм.
Таким образом задачу дипломного проекта, состоящую в том, чтобы показать перспективность использования данного метода на предприятиях лесопромышленного комплекса, можно считать выполненной.
Список использованной литературы
1. В.Н.Андреев, В.В.Балихин и др. “Ремонт и техническая эксплуатация лесохозяйственного оборудования”, Л.: “Агропромиздат”, 1982 г., 312 с.
2. В.И.Драгунович, В.С.Гончаров “Ремонт машин и механизмов в лесной промышленности”, М.: “Лесная промышленность”, 1986 г., 296 с.
3. “Правила по охране труда в лесной, деревообрабатывающей промышленности и в лесном хозяйстве”, М.: “Лесная промышленность”, 1987 г., 320 с.
4. П.А.Лысенков “Вопросы охраны труда в дипломных проектах”, методические указания, Л.: ЛТА, 1989 г., 32 с.
5. В.Н.Кудрявцев “Детали машин”, Л.: “Машиностроение”, 1980 г., 464 с.
6. Н.М.Беляев “Сопротивление материалов”, М.: “Физматгиз”, 1962 г., 856 с.
7. Н.М.Чесноков “Пневмо- и гидроцилиндры с полимерными покрытиями”, Л.: ЛДНТП, 1982 г., 19 с.
8. Н.Л.Аматуни, С.И.Бардинский и др. “Электротехника и электрооборудование”, М.: “Росвузиздат”, 1963 г., 647 с.
9. А.Н.Малов, В.П.Законников и др. “Общетехнический справочник”, М.: “Машиностроение”, 1982 г., 415 с.
10. Б.В.Будасов, В.П.Каминский “Строительное черчение”, М.: “Стройиздат”, 1990 г., 464 с.
11. В.И.Гавриленко, К.И. Щетинина “Экономические вопросы в дипломных проектах”, учебное пособие, Л.: ЛТА, 1987 г., 72 с.
12. В.Г.Деркаченко “Пояснительная записка курсового и дипломного проектов”, методические указания, Л.: ЛТА, 1988 г., 40 с.
13. М.Б. Черкез, Л.Я. Богорад “Хромирование”, издание 4-е, переработанное и дополненное, Л.: “Машиностроение” 1978 г., 102 с.
14. Б.И. Горбунов, “Обработка металлов резанием”, М.: “Машиностроение”, 1981 г., 287 с.