Исследование режимов ионного азотирования стали ЭП678У - ВД для повышения твердости и износостойкости

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 27 Ноября 2012 в 19:16, дипломная работа

Описание работы

Работоспособность деталей, подвергающихся воздействию циклических нагрузок, интенсивному изнашиванию, контактным напряжениям в значительной степени определяется физико-химическими свойствами рабочих поверхностей. Поэтому современное развитие машиностроения и автомобильной промышленности требует не только разработки новых материалов, но и совершенствования существующих технологий термической и химико-термической обработки деталей.

Содержание работы

Введение……………………………………………………………………
6
Анализ состояния вопроса…………………………………………….
9
Характеристика фаз и фазовых превращений в
системе Fe–N…………………………………………………….

9
Азотирование сталей……………………………………………
12
Классификация процессов азотирования……………………...
14
Азотирующие среды…………………………………………….
17
Газовые атмосферы…………………………………………..
17
Расплавы и растворы для азотирования в жидких средах...
17
Порошковые компоненты для азотирования……………….
18
Механизмы формирования, строение и свойства азотированного слоя…………………………………………….

18
Влияние легирующих элементов на структуру и свойства азотированного слоя…………………………………………….

23
Технология азотирования……………………………………….
25
Материалы, методики и оборудование для проведения экспериментальных исследований……………………………………

28
Металлографические исследования азотированного слоя…...
34
Рентгеновские исследования азотированного слоя…………...
34
Механические испытания………………………………………
35
Определение коррозионной стойкости азотированной поверхности……………………………………………………...

35
Измерение геометрических размеров………………………….
35
Ионное азотирование…………………………………………………..
37
Механизм ионного азотирования………………………………
42
Технология ионного азотирования……………………………..
47
Установка ионного азотирования и принцип ее действия……
49
Условия комплектования садки при ионном азотировании….
52
Характеристика мартенситно-стареющих сталей……………..
52
Азотирование мартенситно-стареющих сталей……………….
58
Результаты экспериментальных исследований и их обсуждение…..
60
Влияние температуры азотирования на глубину и свойства азотированного слоя…………………………………………….

60
Влияние продолжительности выдержки на глубину и микротвердость азотированного слоя………………………….

64
Влияние давления газовой среды на глубину и микротвердость азотированного слоя………………………….

66
Рентгеноструктурные и металлографические исследования азотированного слоя…………………………………………….

68
Результаты механических испытаний………………………….
73
Результаты испытания коррозионной стойкости стали 03Х11Н10М2Т – ВД (ЭП678У – ВД) после азотирования…...

74
Изменение геометрических размеров после ионного азотирования……………………………………………………..

75
Выводы по работе……………………………………………….
80
Организационно – экономическая часть……………………………...
81
Технико-экономическое обоснование целесообразности проведения данного исследования……………………………..

81
Планирование научно – исследовательской работы………….
82
Расчет сметы затрат на проведение НИР………………………
89
Затраты на основные и вспомогательные материалы……..
90
Затраты на основную заработную плату участников НИР..
91
Затраты на дополнительную заработную плату участников НИР………………………………………………..

92
Затраты на отчисления на единый социальный налог с заработной платы участников НИР…………………………...

92
Затраты на амортизацию оборудования……………………
93
Затраты на электроэнергию…………………………………
95
Накладные расходы………………………………………….
95
Смета затрат на проведение НИР…………………………...
96
Расчет экономического эффекта от внедрения печи ионного азотирования ОКБ-1566………………………………………...

97
Выводы по экономической части………………………………………...
103
Промышленная экология и безопасность производства…………….
104
Введение……………………………………………………………………
104
Безопасность производства……………………………………..
104
Комплексный анализ условий труда………………………..
104
Количественная оценка опасных и вредных производственных факторов………………………………….

106
Микроклимат…………………………………………………
108
Воздух рабочей зоны………………………………………...
110
Меры безопасности при работе на вакуумной установке
ОКБ – 1566……………………………………………………..

112
Рекомендации по защите от выявленных опасных и вредных производственных факторов………………………..

114
Выводы по экологической части…………………………………………
117
Список использованных источников ………………

Файлы: 1 файл

Диплом (исправленный).doc

— 4.73 Мб (Скачать файл)

 

1

2

3

4

5

   

3.1.4. Подготовка технологического  оборудования и его оснастки

3

Инженер – исследователь

3.1.5. Ионное азотирование  образцов

6

Инженер – исследователь

3.1.6. Контроль азотированного слоя:

   

а). Исследование глубины  азотированного слоя

4

Инженер – исследователь

б). Исследование микротвердости азотированного слоя

4

Инженер – исследователь

в).Исследование азотированного слоя на хрупкость 

4

Инженер – исследователь

3.1.7. Выходной контроль  образцов

1

Инженер – исследователь

3.2. Анализ данных, подведение  итогов эксперимента

5

Научный руководитель

5

Инженер – исследователь

4.

Разработка организационно- экономической части

4.1. Технико – экономическое  обоснование НИР по данной теме

3

Инженер – исследователь

4.2. Планирование НИР

2

Инженер – исследователь

4.3. Составление сметы  затрат

5

Инженер – исследователь

5.

Разработка раздела  промышленная экология и безопасность производства

5.1. Анализ условий труда

5

Инженер – исследователь

5.2. Разработка мероприятий  по устранению опасных и вредных  производственных факторов

5

Инженер – исследователь


 

1

2

3

4

5

6.

Заключительный этап

6.1. Обсуждение результатов  организационно-экономической части  и раздела промышленной экологии и безопасности производства

3

Научный руководитель

3

Инженер – исследователь

6.2. Обобщение результатов  и выводы

3

Научный руководитель

4

Инженер – исследователь

6.3. Подготовка графического  материала

1

Научный руководитель

4

Инженер – исследователь

6.4. Оформление и утверждение  результатов НИР

2

Научный руководитель

9

Инженер – исследователь


 

 

 

Таблица 12

Календарный график проведения НИР.

 

5.3. Расчет сметы затрат на проведение НИР

Смета затрат на дипломную научно-исследовательскую  работу включает все затраты, необходимые  для выполнения данной работы. В  этой смете затраты группируются по экономическим элементам, что  необходимо для финансовых и экономических расчетов.

Проектные затраты включают в себя:

  1. сметную стоимость научно – исследовательских работ, включая затраты на изготовление и испытание опытных образцов (КНИР);
  2. затраты на технологическую подготовку производства, включая затраты на разработку технологических процессов, на проектирование и изготовление технологического оснащения (КТЕХН);
  3. затраты на приобретение недостающего по проекту оборудования, включая затраты на транспортировку, установку и монтаж (КПР);
  4. затраты на модификацию имеющегося оборудования (КМОД);
  5. затраты на перепланировку и расширение производственных площадей, связанные с осуществлением проекта (КПЛ).

Для определения КНИР и КТЕХН составляется смета затрат. Смета затрат включает в себя следующие статьи:

  1. Материалы (основные и вспомогательные).
  2. Комплектующие изделия, полуфабрикаты.
  3. Специальные расходы (на приобретение спецоборудования для научных, экспериментальных работ, технологической оснастки, приборов и инструментов).
  4. Основная зарплата разработчиков (исследователей, инженеров, конструкторов, технологов, техников и других).
  5. Дополнительная зарплата или премия (20 – 30 %).
  6. Единый социальный налог (26 % к основной и дополнительной зарплате).
  7. Амортизационные отчисления использованного оборудования, компьютерной техники.
  8. Расходы на технологическую электроэнергию.
  9. Расходы на работы, аренду и услуги сторонних организаций.
  10. Расходы на командировки.
  11. Накладные расходы.

Теперь рассчитаем каждую статью сметы  затрат в отдельности.

5.3.1. Затраты на основные и вспомогательные материалы

К этой статье относятся затраты на все материалы (основные и вспомогательные), используемые в процессе НИР.

Затраты на материалы рассчитываются по формуле:

где – норма расхода материала на одно изделие, кг.

 – цена материала за  единицу, руб./кг.

n – номенклатура материалов на изделие.

Для расчета затрат на материалы  составляем таблицу 13.

 

Таблица 13

Смета затрат на основные и вспомогательные материалы.

5.3.2. Затраты на основную заработную плату участников НИР

Величина затрат на основную заработную плату каждого из участников НИР  определяется по формуле:

где ОМЕС – месячный оклад участника НИР;

ДР.МЕС – среднее количество рабочих дней в месяце (ДР.МЕС = 21 день = 168 часов);

ТРАБ – фактическое время участия в разработке, дней;

КД – коэффициент, учитывающий доплаты к основной зарплате (премии) КД = 1,2.

Отношение ОМЕСР.МЕС характеризует среднюю дневную зарплату участника НИР.

Ведомость расчета основной зарплаты составляется в виде таблицы 14.

Таблица 14

Затраты на основную заработную плату участников НИР.

5.3.3. Затраты на дополнительную заработную плату участников НИР

Дополнительная заработная плата  участников НИР определяется по формуле:

где КДОП – коэффициент, учитывающий величину дополнительной зарплаты. Для производственных рабочих КДОП = 0,14.

Получается, что для научного руководителя дополнительная заработная плата равна:

А для инженера – исследователя:

И в итоге получаем: 1440 + 6208 = 7648 (руб.)

5.3.4. Затраты на отчисления на единый социальный налог с заработной платы участников НИР

Размер отчислений на единый социальный налог составляет 26% от суммы основной и дополнительной зарплат:

Получается, что для научного руководителя отчисления на единый социальный налог  равны:

А для инженера – исследователя:

И в итоге получаем: 3048,69 + 13143,22 = 16191,91 (руб.)

5.3.5. Затраты на амортизацию оборудования

Расчет затрат на амортизацию оборудования проводят по формуле:

где — цена i-го вида оборудования;

ai — годовая норма амортизационных отчислений;

ФД.О. — действительный годовой фонд времени работы оборудования;

tРАБ — время работы i-гo вида оборудования;

n — количество единиц i-гo вида оборудования.

Ведомость расчета расходов на амортизацию  оборудования сведена в таблицу  15.

 

Таблица 15

Затраты на амортизацию  оборудования.

 

5.3.6. Затраты на электроэнергию

Затраты на электроэнергию рассчитываются по формуле:

где Рi — мощность i-гo вида оборудования, кВт;

tpi — время работы i-гo вида оборудования, час;

ni, — количество единиц i-гo вида оборудования;

Цэн — цена 1 кВт-час электроэнергии,

Цэн = 1,52 руб / кВт-час,

Кисп = 0,8

Расчет затрат на электроэнергию сводится в таблицу 16.

Таблица 16

Затраты на электроэнергию.

5.3.7. Накладные расходы

К этой статье относятся расходы, связанные  с управлением и обслуживанием  НИР, проводимых в данной организации.

Величина накладных расходов исчисляется в процентах от суммы основной и дополнительной зарплаты научно-производственного персонала. этот процент различен для каждого предприятия. Величину его можно узнать в бухгалтерии предприятия.

где КН – коэффициент накладных расходов.

КН принимается равным 60 – 70% от основной и дополнительной зарплаты участников НИР.

5.3.8. Смета затрат на проведение НИР

Результаты расчетов по всем статьям  сметы затрат сводятся в  
таблицу 17.

Таблица 17

Смета затрат на проведение НИР.

 

5.4. Расчет экономического эффекта от внедрения печи ионного азотирования ОКБ-1566

На предприятиях космической отрасли  процесс газового азотирования проводится в камерных печах типа Ц – 60.

Внедрение технологического процесса ионного азотирования в печи ОКБ – 1566 позволяет:

  • сократить продолжительность процесса;
  • повысить качество обработки;
  • значительно улучшить условия труда;
  • увеличить экономический эффект.

Экономический эффект от внедрения  ионного азотирования в производство получается за счет сокращения удельных энергетических затрат при проведении процесса ионного азотирования.

В данной работе проведем сравнение  работы газовой печи Н – 45 и установки  ОКБ – 1566.

Исходные данные для расчета  экономического эффекта приведены в таблице 18.

 

Таблица 18

Исходные данные

№ п./п.

Показатели

Единица измерения

Условное обозначение

Числовое значение

Н – 45

ОКБ – 1566

1.

Годовой объем выпуска  деталей на производстве

Тыс. шт.

NГ

6

6

2.

Длительность цикла

час

τ

60

15

3.

Масса садки

кг

М

156

500

4.

Масса детали

кг

 

1,9

1,9

5.

Норма времени на изготовление одной детали

Н. – час

tшт

0,73

0,057

6.

Число операторов, обслуживающих  печь

Чел.

Р

1

1

7.

Средняя часовая тарифная ставка оператора

Руб./час

γСР

60

60

8.

Коэффициент дополнительной зарплаты

%

КДОП

14

14

9.

Единый социальный налог

%

КОТЧ

26

26

10.

Стоимость оборудования

руб.

К

50000

300000

11.

Установленная мощность

кВТ

W

25

10

12.

Стоимость 1 кВТ электроэнергии

руб.

ЦЭ

1,52

1,52

13.

Годовые затраты на электроэнергию

Руб./год

ЗЭЛ.ЭН.

75240

30096

14.

Коэффициент затрат на ремонт и наладку печей

%

r

5

5

15.

Коэффициент затрат на амортизацию  печей

%

а

15

15

16.

Цеховые расходы

%

КЦЕХ

140

140

17.

Общезаводские расходы

%

КОБ.З.

160

160

18.

Действительный годовой фонд времени работы печей

час.

ФД.О.

1980

1980


 

 

 

Для расчета годового экономического эффекта используем формулу:

ЭГ = РГ – ЗГ

Но поскольку оба варианта обеспечивают выпуск равного количества деталей, то годовой экономический эффект можно определить как разность годовых приведенных затрат по вариантам:

где - себестоимость годового выпуска продукции по второму варианту;

 - себестоимость годового выпуска продукции по первому варианту;

Сначала определим затраты на основную зарплату основных рабочих – операторов (на одну деталь):

Затраты на содержание и эксплуатацию оборудования:

Затраты на дополнительную зарплату основных рабочих – операторов (на одну деталь):

Отчисления на единый социальный налог:

Теперь определим годовые затраты  на заработную плату рабочих –  операторов:

Годовые затраты на содержание и  эксплуатацию оборудования:

Теперь определим цеховые и  общезаводские расходы для обоих  вариантов:

Определим себестоимость годового выпуска продукции по первому  и второму вариантам (без учета  материальных и внепроизводственных затрат, так как они одинаковы для обоих вариантов):

Получается, что годовая экономия себестоимости равна:

А годовые приведенные затраты  равны:

Разница в приведенных затратах между двумя вариантами равна:

Согласно полученным результатам  расчетов использование печи ОКБ  – 1566 экономически более выгодно  потому, что приведенные затраты  при использовании данной печи гораздо  ниже приведенных затрат при использовании печи Н – 45.

Теперь рассчитаем срок окупаемости  проектных затрат:

 

Рис. 23. Время окупаемости проектных затрат и экономия себестоимости продукции. 
Выводы по экономической части

В данной дипломной работе исследовали влияние параметров ионного азотирования на свойства поверхностного слоя стали ЭП678У – ВД (03Х11Н10М2Т – ВД), получающегося после азотирования.

В организационно – экономической  части дипломной работы приведен расчет сметы затрат на проведение НИР. Сумма всех затрат составляет 180946,28 руб.

Расчет экономического эффекта  показал, что экономически целесообразно  провести внедрение печи ОКБ – 1566, предназначенной для ионного  азотирования. Это подтверждается тем, что приведённые затраты для  данной печи, гораздо ниже приведённых затрат для печи Н – 45. И разница между приведёнными затратами этих двух печей составляет: 49012 руб. Также экономическая целесообразность подтверждается малым временем окупаемости, оно составляет чуть меньше полугода.

Информация о работе Исследование режимов ионного азотирования стали ЭП678У - ВД для повышения твердости и износостойкости