Министерство образования Красноярского края краевое государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Ачинский колледж отраслевых технологий и бизнеса техникум»
Научно-исследовательская работа

Тема
: Сберегающие технологии восстановления и упрочения изношенных деталей оборудования.
МДК 01.02
Организация выполнения ремонтных работ промышленного оборудования и контроль за ними.
Автор:
Косцова Валентина Михайловна преподаватель 1 квалификационной категории Ачинск, 2016
СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ 4 Актуальность 5-6 Проблема 6 Объект исследования 7 Предмет исследования 7-8 Цели исследования 8 Задачи исследования 9 Гипотеза 9-10 Методы исследования 9 Восстановление 10-13 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 14 СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 14 2

Рецензия
на научно-исследовательскую работу по теме: Сберегающие технологии восстановления и упрочения изношенных деталей оборудования по МДК 01.02. Организация выполнения ремонтных работ промышленного оборудования и контроль за ними. В своей статье автор затронул необходимость восстановления изношенных деталей оборудования, чтобы продлить им срок службы на некоторое время. Если у деталей были выявлены незначительные повреждения, то необходимо продлить их срок службы за счёт наплавки поверхности, напрессовкой заранее изготовленной втулки, её растачиванием до нужного размера, сравнение с размерами по чертежу. Приведены методы восстановления, применяемые в производстве. Дан научный подход в исследовании возникшей проблемы. Содержание научно-исследовательской работы выдержано в соответствии требований оформления по стандарту. Рецензент: Зав.кафедрой АФ КГБОУ ВПО Крас ГАУ Белоног А.С. 3

ВВЕДЕНИЕ
Осуществление плановых и внеплановых ремонтов - это объективная необходимость приведения основного и вспомогательного оборудования в исправное надлежащее состояние. В дальнейшем оно готово исполнять свои технологические функции в структуре предприятия. Ремонт состоит в замене быстро изнашиваемых деталей на новые, в устранении неисправностей, и в восстановлении показателей надёжности агрегата в целом. На предприятиях стремятся выбраковывать детали по минимуму. На ремонтных участках детали моют, сушат, сортируют. Определяют их изношенность и принимают решение, каким способом восстановить деталь. При восстановлении используют новые материалы и сами детали. Обрабатывают поверхности с меньшей трудоёмкостью. Процесс восстановления обеспечивает получение старой детали свойств соответствующих, как впервые выпущенной с завода изготовителя. А иногда у восстановленной детали свойства прево сходят первоначальную деталь, которая была поставлена при монтаже и проработала определённое время до разрушения своих механических свойств, или в структуре металла не определили скрытый дефект она работала до отказа Получение заданных объёмов выпуска восстановленных деталей и их номенклатуры- это задача ремонтно-механического цеха. Удовлетворение требованиям нормативной и технической документации и стандартам с минимальным расходом производственных ресурсов это производственные показатели. Промышленные технологии, которые в момент экономического кризиса могут способствовать максимальному сокращению издержек в производстве и повышению эффективности производства. Широкое применение плазменных, лазерных, ультразвуковых, волновых и других высокоэффективных электрофизических процессов для поддержания ресурса работы деталей, узлов, механизмов, инструмента, приспособлений. 4
Учитывая предъявляемые требования в отечественной индустрии раскрою постановку вопроса в разделе Актуальность.
Актуальность
Восстановление деталей оборудования определяют не только ремонтники но и экономисты, которые делают расчет стоимости работ с использованием материалов. Если восстановление будет стоить дороже приобретения от завода изготовителя новой детали, то снабженцы отдела оборудования заключают договор на поставку деталей с предоплатой, а механики с технологами откажутся от работ по восстановлению. Восстановление-это приближение восстановленной детали по всем её показателям и характеристикам к новой, изготовленной впервые как в серийном, так и индивидуальном производстве. Классификацию деталей начинают: - с наименования, отраслевой принадлежности, геометрической формы, контура; - соответствия основным параметрам, размерам; - функциям, выполняемых деталью; - материалу, совокупности операций по изготовлению; - показателям точности, шероховатости поверхностей; - массе, форме отдельных элементов. Если деталь собирается из нескольких отдельных частей, то предусматривают припуски на механическую обработку с сопутствующей по технологии термической обработкой. В технологии восстановления первоначальной геометрии поверхности разумно применить сварку, плазменную наплавку, газо термическое напыление, затем провести упрочения готовой детали. Конструкционные и эксплуатационные методы повышения надёжности и долговечности требуют применение нано технологий в обработке поверхностей изделий. 5
Технологии упрочения и восстановления физико-механических свойств поверхности деталей -это нанесение тонкоплёночных покрытий из алмазной крошки или других составляющих. Наши учёные разработали технологии с применением моющих машин нового поколения, принцип работы которых основан на волновом излучении, Действие которого направлено на бесшумность работы машины и качество мойки. Детали прошедшие мойку в таких машинах по внешнему виду не уступают новым. В механических цехах предприятий устанавливают такие машины.
Проблема
Проблема промышленных предприятий - это устаревшие технологии восстановления, из-за недостатка денежных средств на развитие производства с внедрением новых разработок. В девяностые годы в России утеряны связи науки с промышленными предприятиями, нет внедрения инновационных технологий. Из-за этого мы отстаём по многим показателям от европейских стран. Фактора, влекущие износ деталей: - механический контакт трущихся поверхностей с образованием тонкого слоя деформированного металла; - химическая реакция образовавшегося слоя с активными элементами окружающей среды, образование вторичных структур с низкой механической прочностью; - разрушение и удаление вторичных структур механического воздействия; - пластическое деформирование микро выступов; - повышение контактных температур, разрушение плёнок окислов; - срезание образовавшихся связей, усталостные явления; - изменение строения и свойств металла; -трещины, задиры, царапины, сколы, шелушения, пробоины. 6

Объект исследования
В ремонтных цехах комбината или современного предприятия восстановление контролируют технолог и контролёр отдела технического контроля, они составляют маршрутную технологию процесса восстановления и контроля. Технологическая карта восстановления детали - это производственный документ.В котором отражены: - марка стали или другой материала, допустимая замена на другую сталь или материал; - процесс восстановления с использованием установок, термических печей, станков, приспособлений и людей соответствующих профессий; - слесарно-механические способы восстановления. Нормировщик отдела труда и зарплаты производит расчёт и на маршрутно-операционной карте ставит расценку каждому виду работ с учётом стоимости материалов. Требования к деталям, поступившим на восстановление: - чистота поверхности; - износостойкость трущихся элементов; - прочность структуры и; - усталостная прочность; - жёсткость упругих деталей; - взаимное расположение форм элементов; - размеры и шероховатость рабочих поверхностей; - значение массы детали; - её расположение относительно осей вращения; - инерция; - коррозионная стойкость.
Предмет исследования
Рассмотрим системный подход к восстановлению детали по содержанию: - выбор функции цели; - выбор критериев оптимизации на различных этапах; - потребность в технологическом оборудовании; 7
- применение исполнительных агрегатов; - время на технологические операции (доставка, установка, применение, снятие). - учёт имеющихся ресурсов; - определение идеального решения; - применение индивидуального опыта в работе; - проверка произведённых работ на качество; - анализ. Механики и мастера, отвечающие за эксплуатацию оборудования в цехах, ведут отчётность за месяц, квартал, полугодие и календарный год, составляют заявки на материально-техническое снабжение на следующий год. Выполняют анализ по восстановлению, который заключается в следующем: - часто встречающиеся повреждения, их причины; Минимальные затраты на восстановление; - требования точности взаимного расположения поверхностей деталей при подгонке, сборке; - экономическая целесообразность восстановления; - минимальный расход потребности в запасных частях.
Цель исследования
Предлагаемые способы по восстановлению деталей требуют с о в е р ш е н с т в о ва н и я и д о р а б от к и в н ап р а вл е н и я х п о в ы ш е н и я производительности и уменьшения затрат. В зависимости от условий производства работ по восстановлению процессы делятся на ванные и вне ванные. В зависимости от температуры электролиза применим горячий или холодный электролит.
Задачи исследования
Показать взаимную связь методов по восстановлению деталей, применяемых в ремонтно-механическом цехе на всех операциях от начала до конца, с предъявлением на контроль всех операций, чтобы предотвратить брак. 8
Целесообразно восстанавливать детали с небольшими повреждениями Необходимость в нанесении покрытий: - наращивание поверхности способствует увеличению срока износа, желательно применить растворы хрома, железа, никеля, меди; - приобретение антифрикционных свойств погружением в расплавленное железо, медь цинк, олово; - цементация жидкой медью; - теплостойкость, упрочение жидким хромом; - придание поверхностному слою электро и теплопроводности; - улучшение обработки трущихся поверхностей соприкасающихся деталей.
Гипотеза
Качество у деталей, прошедших восстановления, бывает возможно выявить только в процессе эксплуатации. Механики и мастера отслеживают работу оборудования в целом и частности, полученную информацию группируют по результатам: - проведенных испытаний на холостом ходу и под нагрузкой; - по анализу выявленных дефектов; - по неполадкам, когда не истёк гарантийный срок; - по данным наработки до отказа в процессе эксплуатации; - по анализу остановок на аварийный или плановый ремонты. Детали, которым произвели восстановление сваркой или наплавкой, после необходимо довести до чистовой обработки, их шлифуют до зеркального вида, чтобы достичь точности размеров, указанных на чертеже. При дальнейшем соединении деталей нужно учитывать допустимые зазоры в системе вала, отверстия, натяги не допускать. Можно, согласно инструкций, выдерживать допустимые отклонения на один метр длины. Не должно быть перекосов, иначе нагрузки, получаемые в рабочем состоянии вызовут поломку оборудования в целом. Детали проходят перед установкой в проектное положение динамическую и статическую уравновешенность на станках или стендах, 9
отклонения фиксируют по индикаторам, установленным на штативах. Эта операция требует точности в работе.
Методы исследования
Рассмотрим следующие методы: - механическая обработка; - пластическое деформирование; - газо плазменное напыление: - восстановление накладками и вставками. Процесс нанесения гальванических покрытий обеспечивает: - сохранение структуры металла детали за счёт отсутствия тепла: - высокую износостойкость и твёрдость покрытий: - равномерную их толщину: - возможность получения покрытий с физико -механическими свойствами по толщине; - возможность автоматизации; - использование не дорогих и не дефицитных материалов.
Восстановление
Рассмотрим методы восстановления на трёх деталях, поступающих с цехов предприятия. Детали первоначально моют и очищают от излишек нанесенной на их поверхность смазки и загрязнений в керосине или ацетоне. Иногда этот процесс требует большого расхода воды. Затем детали сушат и протирают ветошью. Складывают в ящики и транспортом доставляют в механический цех.
Пример 1.
Рассмотрим восстановление гладкого шлицевого вала из стали 40 ГОСТ 1050-2004 вибродуговой наплавкой. В электро контактной приварке используют проволоку и металлическую ленту. Если будем применять дуговую наплавку то тоже необходимо выполнить механическую и термическую обработки. На рисунке 1 показана схема данной установки. 10
1 - барабан с электродной проволокой; 2 - подающие ролики; 3 - пружина; 4 - насос; 5 - наконечник; 6 - электромагнит; 7 - деталь; 8 - генератор; 9 - двигатель; 10- редуктор Рисунок 1 - Схема вибродуговой установки.
Пример 2
Рассмотрим восстановление зубчатого колеса из стали 35Л ГОСТ 977- 2010. Применим метод, наплавку торцовых поверхностей зубьев, затем выполним горячую объёмную штамповку и пластическое деформирование. Наплавку зубчатых колёс осуществляют под слоем флюса с использованием высокоуглеродистой проволоки. На рисунке 2 показана схема данной установки. После наплавки деталь необходимо отдать на механическую обработку всей поверхности и термическую обработку согласно режима работы термической печи. 11
1 - контактный ролик; 2 - цилиндрическая деталь; 3 - проволока; 4 - наплавочный ролик Рисунок 2 - Схема контактной наплавки.
Пример 3
Рассмотрим восстановление муфты из стали 25ХГМ ГОСТ 4543-2010.в металлизационной установке Применим к данной детали метод гальванического покрытия. Он заключается в нанесении слоя металла на поверхность детали электролитическим способом. После наплавки деталь необходимо отдать на механическую обработку всей поверхности и термическую обработку согласно режима работы термической печи. 1 - барабан; 2 - проволока-электрод; 3 - тяговые ролики; 4 - направляющие трубки; 5 - приемные трубки; 6 - сопло; 7 - струя распыленного металла; 8 - деталь; 9 - трансформатор; 10 - редуктор с манометром; 11 - компрессор; 12 - воздушный редуктор; 13 - маслоотделитель; 14 - электрощит Рисунок 3 - Схема металлизационной установки. Можно составить общую схему восстановления: - предварительная механическая обработка повреждённых участков; - сварочные или наплавочные работы; - термические работы по снятию внутренних напряжений; 12
- напыление поверхностей; - механическая обработка мест сварки; - нанесение полимерных покрытий; - черновая механическая обработка отверстий; - нарезание резьбы и долбление шпоночных пазов; - установка вставок; - чистовая механическая обработка поверхностей; - очистка и окраска; - контроль качества.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Отремонтированные и восстановленные сборочные единицы и агрегаты в целом характеризуются: - точностью замыкающих линейных и угловых размеров; - зазорами или натягами; - отсутствием перекосов в сопряжениях; - допустимыми условными моментами; - прирабатываемостью поверхностей; - динамической уравновешенностью; - функцианальными выходными параметрами. Технология производства по восстановлению деталей промышленного оборудования требует дополнительные расходы материалов, электрической энергии, трудоёмкости. Оптимизация осуществима за счёт наилучшего их использования, обеспечивая нормативные показатели в качестве. Организационные мероприятия с внедрением системы стандартизации.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Борисов Ю.А. Справочник газо термические покрытия из порошковых сплавов. 2015 2. Воловик Е.Л. Справочник по восстановлению деталей. 2011 3. Иванов В.П. Организация восстановления изношенных деталей. 2012. 13
4. Ивашко В.С. Электротермическая технология нанесения защитных покрытий. 2014 5. Какуевицкий В.А. Ресурсосберегающие технологии восстановления деталей. 20136. Схиртладзе А.Г. Технология восстановления гладких и шлицевых валов. 2014. 14