Технология ремонта ударной поверхности малого зуба автосцепки

При ремонте автосцепки СА-3 производятся технологические операции: подача автосцепки на стол для разборки и осмотра (обмер шаблонами). После разборки и обмера шаблонами автосцепки кран – балками транспортируются на позицию для дефектоскопирования.  После дефектоскопирования корпуса автосцепок, которые нуждаются в наплавке и заварке  трещин, кран – балкой транспортируются на позиции наплавки. Не требующие наплавки и заварки трещин корпуса отправляются на карусельный стенд. Автосцепки с заваренными трещинами и наплавленными поверхностями отправляются на строгальный станок для обработки наплавленных поверхностей. Затем они также ставятся на карусельный стенд, где заваренные трещины обрабатываются пневматической шлифовальной машиной.

Детали механизма автосцепки осматриваются на наличие трещин и обмеряют шаблонами. Детали механизма требующие наплавки отправляются на позиции наплавки, не требующие - клеймят и подают на карусельный стенд для сборки автосцепок.

Наплавленные детали зачищаются пневматической шлифовальной машинкой и так же подаются на карусельный стенд, кроме замка.

Замки подаются на строгальный станок для обработки наплавленной поверхности, затем замки клеймятся и подаются на карусельный стенд.

На карусельном стенде собирают механизм автосцепки и проверяют его работу на расцеп, на сцепление и работу на буфер 820 шаблоном.

Собранные автосцепки клеймятся.

Прием отремонтируемых автосцепок производит бригадир и делает запись в журнале.

Автосцепки и детали механизма не подлежащие ремонту бракуют.

 

Подробно рассмотрим ремонт  наплавкой ударной поверхности малого зуба автосцепки СА-3:

1. Наплавка  рабочих поверхностей контура  зацепления. Наплавленный металл  не должен доходить ближе 15 мм  к закруглениям.

  2. Наплавка  рабочих поверхностей контура  зацепления пластинчатым электродом.

2.1. Установить  корпус так, чтобы ударную поверхность  расположить горизонтально.

  2.2. Зачистить  направляемую поверхность.

2.4. Закрепить  на малом зубе корпуса флюсоудерживающие  приспособления.    

2.5. На  наплавляемую поверхность насыпать  флюс (4 – 5 мм) и разровнять его  шаблоном скребком.

2.6. На  слой флюса положить соответствующий  электрод, чтобы кромки электродов  касались упоров.

2.7. На  конец электрода, где необходимо  возбудить дугу насыпать мелкую  стальную стружку, замкнув торец  электрода с наплавляемой поверхностью.

2.8. Насыпать  поверх электрода флюс толщиной 12 – 15 мм, разровнять его положить  сверху груз – крышку.

2.9. Освободить  установочные упоры, отведя их  корпуса автосцепки до упора, и снова закрепить винтами.

2.10. Присоединить  электродержатели к отогнутому концу электрода, нужно следить чтобы электроды не были сдвинуты.

2.11. Включить  сварочную цепь.

3. Включить  сварочный агрегат и под корпус  автосцепки установить протвень.

4. Освободить  электродержатель от огарка электрода, снять груз и флюсодержатель  с корпуса.

5. Очистить  наплавленные места от шлаковой  корки.

6. Установить  корпус автосцепки на стенд, чтобы  ударная поверхность расположилась  горизонтально.

7. Закрепить  на малом зубе флюсоудерживающие  приспособления и повторить операции 2 – 4.

8. Исправить  дефекты после наплавки технологическим  условиям.

9. Зачистить наплавленную поверхность.

Технология наплавки пластинчатым электродом состоит в том, что на наплавляемую поверхность насыпают слой гранулированного флюса, толщину которого определяет длину электрической дуги. На флюс укладывают стальной электрод в виде пластинки, изготовленной по размерам и контору наплавляемой поверхности. Один конец электрода зажимают в электродержателе, а другой соприкасают со стальными опилками, которые служат запальником для возбуждения дуги. Сверху электрод покрывают еще слоем флюса. Толщину электрода выбирают в зависимости от толщины наплавки. Если нужно наплавить слой различной толщины, то на участках с большой глубиной износа укладывают дополнительную металлическую пластинку. Чтобы флюс не ссыпался с наплавляемой поверхности, применяют  специальные флюсоудерживающие приспособления. Применяя способ наплавки пластинчатым электродом, можно простыми средствами легировать наплавленный металл и получить повышенную износостойкость и долговечность деталей. С целью улучшения качества формирования наплавочного валика, особенно при ремонте широких поверхностей, сверху флюса укладывают прижимную медную или графитовую пластину, которая давит на ванну расплавленного металла и флюса. Процесс наплавки этим методом полностью автоматизирован. Вручную выполняют только вспомогательные операции. Производительность этой наплавки увеличивается на 22% по сравнению с ручной наплавкой. Можно изношенные поверхности наплавить металлом с повышенной износостойкостью, с хорошим формированием металла и незначительным припуском на механическую обработку, что позволяет заменить операции станочной обработки зачисткой шлифовальным кругом.

Недостаток – это использование мощных источников питания.

         

 

3.2. Выбор технологического оборудования и оснастки.

 

Перечень оборудование, приспособлений и инструментов необходимого для выполнения технологического  процесса  приведены в приложение №2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.3. Определение времени наплавочных операций.

 

При программе выпуска отремонтированных вагонов 3000  вагонов в год, а соответственно  6000 автосцепок будут проходить ремонт, значит это крупносерийное производство.

 

При крупносерийном производстве:

 

                                    Tшт= tоп+ tпз+ tоб+ tп,                                              (1)

 

tоп = tо+ tв - оперативное время;

tпз – время на подготовительные и заключительные операции;

tоб – время на обслуживание рабочего места;

tп – время на отдых и личные надобности.

 

Время на техническое обслуживание, организационно-технические мероприятия, отдых и естественные надобности нормируется в процентах от оперативного времени.

tпз=4,6%, tоб=3,45%, tп=3,45%

 

Основное время для любого способа наплавки определяется по формуле:

 

 (2)

 

 

V- объём наплавки в см3;

- плотность  наплавляемого металла – 7, 85

        i – сила сварочного тока в амперах (А)=300А;

- коэффициент  наплавки  ;

Для постоянного тока прямой полярности:

 

                                         (3)

 

 

 

где  d - диаметр электродной проволоки  СВ08Г2С, 4мм.

 

Объём наплавки:

 

, (4)

 

где   а - длина ударной поверхности малого зуба, см – 36;

b -  ширина ударной поверхности малого зуба, см – 6;

d  - толщина наплавляемого металла, см – 0,5.

 

V=36*6*0,5=108 см2

мин.

 

tв – вспомогательное время зависит от местных условий, для установки автосцепки в кондуктор для обработки в результате хронометражных измерений принимаем 5 минут.

 

tоп = tо+ tв=23,63+5=28,63 мин.

tпз = tоп *4,6%=28,63*0,046=1,31 мин.

tоб = tоп *3,45%=28,63*0,0345=0,98 мин.

tп = tоп *3,45%=28,63*0,0345=0,98 мин.

Тшт = 28,63+1,31+0,98+0,98=31,9 мин.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Разработка технологического процесса

Под технологическим процессом понимается определенная последовательность операций, предусматривающих изменение размеров, вида, формы, состояния, свойств или взаимного расположения предметов труда для получения готовой продукции.

Назначение техпроцесса – восстановление альбомных деталей и соблюдение технических требований к ее характеристикам (твердость поверхности, чистота обработки и т.д.).

Рассчитаем все параметры  и время  для автоматической наплавки в среде углекислого газа.

 

Коэффициент наплавки αн определяется по формуле:

 

αн =  αр (1-ψ) (5)

 

 где ψ – коэффициент потерь металла сварочной проволоки на угар и разбрызгивание, ψ = 0,1÷0,15;

αр – коэффициент расплавления, г/А-ч определяется по формуле:

 

αр =  3,0 + 0,08 I/d (6)

 

   где  I=300 – сила сварочного тока, А;

d=4 – диаметр электродной проволоки, мм.

 

 

Скорость подачи электродной проволоки, м/ч, определяется по формуле:

 

                                             Vпр = 4 αн I/πd2Υ                                        (7)

 

где Υ =7,85 – плотность металла проволоки, г/см3.

 

 

Основное время наплавки, мин, подсчитывается по формуле (2):

 

мин.

 

Штучное время будем находить по формуле (1).

 

tв – вспомогательное время зависит от местных условий, для установки автосцепки в кондуктор для обработки в результате хронометражных измерений принимаем 5 минут.

 

tоп = tо+ tв=19,03+5=24,03 мин.

tпз = tоп *4,6%=24,03*0,046=1,10 мин.

tоб = tоп *3,45%=24,03*0,0345=0,82 мин.

tп = tоп *3,45%=24,03*0,0345=0,82 мин.

Тшт = 24,03+1,10+0,82+0,82=26,77 мин.

 

 

 

 

 

                       

5. Технико-экономическая оценка

 

Эффективность разработанного технологического процесса определяется технико-экономическим расчетом. В данном курсовом проекте ограничимся упрощенной методикой, а оценку экономической эффективности получим при составлении цеховой себестоимости восстановления детали со стоимостью нового изделия.

Теперь для обоих способов наплавки (автоматическая под слоем флюса и автоматическая в среде углекислого газа) рассчитаем стоимость рабочей силы и стоимость основных и вспомогательных сварочных материалов. И затем сравним их и сделаем вывод какой способ наплавки лучше с экономической точки зрения.

 

5.1 Стоимость рабочей силы, исходя из затрат штучного времени

 

1.Наплавка под слоем флюса.

 

R=Тшт*Q*К*[1+(A+B)/100]                                   (8)

                                            

где   Q=87 – тарифная ставка электросварщика 5-го разряда с доплатой за вредность 12%, руб/ч;

К=1,4 – коэффициент доплат для Забайкальского края;

А=30 – доплата за выслугу лет, %;

В=40 – доплата для территориального пояса, %;

Тшт –штучное время в часах.

 

R=0,531*87*1,4*1,7=110 руб.

 

Получаем, что R=110 рублей стоит наплавка ударной поверхности малого зуба одной автосцепки  с учетом коэффициента доплат.

2. Наплавка в среде углекислого газа.

Стоимость рабочей силы рассчитываем по формуле (8).

 

R=0,446*87*1,4*1,7=92 руб.

 

5.2 Расчёт основных сварочных материалов.

 

1. Наплавка  под слоем флюса.

Qо= , (9)                  

 

Qо – количество основных сварочных материалов, израсходованных при различных способах наплавки,

        V- объём наплавленного материала в см3, 

- плотность  наплавленного материала = 7,85 ,

К – коэффициент, учитывающий расход сварочного материала на 1 кг наплавленного металла = 1,02-1,03.

 

 

Qо=

=0,86 кг.

 

Стоимость расходуемых материалов определяем по формуле:

 

                                            М= QоТо+ДвТв, (10)

 

   где Q0  –  расход основных сварочных материалов;

Т0 – стоимость единицы измерения основных сварочных материалов. Стоимость сварочной проволокиСв-08Г2С  составляет 80000 рублей за тонну;

 Дв –  расход вспомогательных сварочных материалов;

   Тв – стоимость единицы измерения вспомогательных сварочных материалов. Стоимость гранулированного флюса 20000 руб. за тонну.

Количество вспомогательных сварочных материалов (флюс) определяем:

 

Дв=0,9* Qо , (11)

Дв =0,9*0,86=0,77 кг.

 

М=0,86*80+0,77*20=84,2 руб.

 

Себестоимость наплавки малого зуба составит:

 

 (12)

С= 110+84,2=194,2 руб.

 

2. Наплавка  в среде углекислого газа.

 

Qо=

,

 

где К – коэффициент, учитывающий расход сварочного материала на 1 кг наплавленного металла = 1,10-1,15 – для наплавки в среде углекислого газа.