«СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ РЕМОНТА ГАЗОТУРБИННЫХ АВИАЦИОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ ...»

2. В основе алгоритма для выбора оптимальной технологии ремонта, где критерием оценки является себестоимость и обеспечение свойств деталей с учетом дефектов их поверхностей, лежит принцип выполнения ремонта с наименьшими затратами в тех случаях, когда это возможно.

3. Разработанный алгоритм ремонта деталей позволит повысить эффективность ремонтного производства, так как вместе с экономической оценкой по нему выполняется выбор оптимальной технологии не только с точки зрения экономии, но и, что является самым важным при ремонте, обеспечение рабочих свойств деталей.

4. Разработанный алгоритм ремонта деталей, где учтены конструкция деталей, их свойства и дефекты, позволяет управлять разнообразием технологических процессов по выбору оптимального метода ремонта и его надежности.

Глава 3. Выбор технологий ремонта на основе факторов ресурсосбережения Проблемы снижения затрат на предприятии, поиска путей их решения являются сложными вопросами современной экономики предприятия. Проблема снижения затрат очень актуальна в современных экономических условиях, так как её решение позволяет каждому конкретному предприятию выжить в условиях жесткой рыночной конкуренции, построить крепкое и сильное предприятие, которое будет иметь хороший экономический потенциал.

Ремонт авиационных газотурбинных двигателей – самый трудоемкий и дорогостоящий этап работ, который необходим для поддержания работоспособного состояния. Все предприятия стремятся снизить затраты на выполнение этого дорогостоящего этапа, а это невозможно без анализа факторов ресурсосбережения. Только комплексно анализируя затраты различных видов ресурсов на ремонт, правильно определяя резервы их снижения, предприятие сможет достичь своей цели и не проиграть свои конкурентам. Для этого необходимо определить возможные пути экономии ресурсов в ремонтном производстве, основываясь на факторах ресурсосбережения.

Полную картину о возможности регулирования потребления различных ресурсов покажет сравнительная оценка различных технологий. Данная оценка должна учитывать потребление разных видов ресурсов, таких как материальные, энергетические, трудовые и экономические. Данная оценка позволит не только выделить, какие технологии являются ресурсосберегающими по сравнению с другими, но и покажут какими ресурсами можно управлять при ремонте.

3.1. Факторы ресурсосбережения и пути экономии ресурсов В первой главе был выполнен анализ существующих технологий с точки зрения ресурсосбережения. Были рассмотрены основные факторы ресурсосбережения, которые необходимо учитывать при выполнении ремонта (Рисунок 3.1). Неоюходимо определить какие факторы и каким образом можно регулировать, а также, какие технологии позволяют сэкономить ресурсы.

Определение и разработка путей ресурсосбережения на этапе ремонта деталей необходимо производить по каждой группе факторов. Все эти группы факторов ресурсосбережения связаны между собой и, соответственно, регулируя факторы из одной группы, можно влиять на факторы другой группы. Так, например, затрагивая группу социаьно-экономических факторов, таких как применение подходов менеджмента к управлению ресурсами, улучшение условий труда и отдыха работников, приведут к изменению ресурсных факторов, таких как материальные, энергетические, трудовые и финансовые.

Основными группами факторов, которые затрагиваются с точки зрения ремонтного производства, являются ресурсные, производственные и социальноэкономические. Применение различных технологий позволит управлять такими факторами, как материальные, энергетические, трудовые и составляющими производственной группы. Оценив различные факторы, можно определить использование каких методов и технологий позволит изменить расходование ресурсов.

Материальные ресурсы - это потребляемые в процессе производства (ремонта) предметы труда, к которым относятся основные и вспомогательные материалы. При выполнении ремонта материальные ресурсы расходуются на восстановление геометрии поверхностей, разрушенных покрытий, а также на производство деталей, восстановление которых невозможно, и дополнительных ремонтных деталей.

Регулирование материальных ресурсов осуществляется разными способами, которые можно разделить на технологические и организационные.

Технологические способы регулирования включают в себя выбор методов ремонта и режимов обработки.

Выбор метода восстановления детали напрямую влияет на расход материала. При использовании различных методов наплавки получают покрытие или наплавленный (восстановленный) участок детали разного качества, что оказывает влияние на расход наплавляемого материала и наносимого покрытия.

На сегодняшний день существуют разные способы наплавки, среди них можно выделить наиболее распространенные, такие как аргонно-дуговая и разные виды газотемической наплавки. При выполнении наплавки количество наносимого металла превышает габариты восстанавливаемого участка, это необходимо для дальнейшей обработки, так как поверхность детали не отвечает требуемым параметрам качества. После наплавки часть материала удаляется механически и переходит в стружку, которую можно охарактеризовать как «лишний» металл.

Объем «лишнего» металла зависит от применяемого метода и может отличаться в разы. Так, если сравнивать аргонно-дуговую и газотермическую наплавку, то тут по объему лишнего металла аргонно-дуговая наплавка уступает.

Для экономии наплавляемого металла, восстанавливаемая поверхность должна быть близка по геометрии к той, которую необходимо получить после механической обработки. Это связано с возможностями метода, такими как толщина наплавленного слоя и дефекты наплавленного металла. Толщина наплавленного слоя для аргонно-дуговой наплавки составляет 2,5-5,0 мм, для газотемпературной - 0,3-6,0 мм. Регулирование наплавляемого слоя при газотемпературной наплавке позволяет наплавлять слои требуемой толщины, что и позволяет экономить при дальнейшей обработке. Износ деталей типа диск авиационных двигателей величина небольшая и как правило не превышает 1 мм.

Если износ будет критичным, тогда возможно возникновение вибрации и, как следствие, разрушение. Для исключения этого применяются специальные покрытия. А так как износ небольшая величина, то и наплавляемый слой металла должен быть соразмерен этой величине.

Переносимый материал в стружку должен быть минимальным, при этом толщина наплавленного слоя должна быть достаточной для получения необходимо геометрии и качества поверхностного слоя. Разные технологии наплавки требуют применения в дальнейшем разных методов механической обработки. Для некоторых требуется грубая механическая обработка, для других же требуется только финишная. Следует применять технологии, которые сводят объем «лишнего» материала к минимуму.

В процессе ремонта вопросы экономии и рационального использования материальных ресурсов решаются как в техническом, так и в организационном плане по следующим направлениям: выбор рациональных методов; повышение размерной точности восстановленных деталей; оптимизация структуры материалопотребления; снижение брака на всех стадиях процесса ремонта;

повышение требований к соблюдению технологической дисциплины;

использование отходов собственного производства.

Условиями, обеспечивающими эффективное управления материальными ресурсами, являются:

- хранение материалов должно осуществляться в складских помещениях отвечающим определенным требованиям к конкретным видам запасов;

- прием и отпуск материальных ресурсов должны измеряться, для чего применяются соответствующие единицы измерения, а места хранения должны быть обеспечены приборами измерений;

- их сохранность должна быть гарантирована работниками складов, с которыми обязательно необходимо заключать договора о материальной ответственности.

материальным ресурсам относятся и сами детали. В процессе ремонта детали подвергаются не только восстановительной обработке, они хранятся на складах, передаются от одного исполнителя другому, транспортируются с одного участка или цеха на другой. Любое неправильное обращение с деталью может привести к её повреждению, появлению дефектов и разрушению детали. Чтобы этого избежать необходимо соблюдать правила хранения, которые требует материал детали, правила транспортирования и передачи, все действия, производимые с деталью должны отмечаться в сопроводительной документации. Повреждение может привести к негодности и тогда деталь необходимо будет заменить, а это потребует дополнительной затраты не только материальных, но и других видов ресурсов.

Следующими факторами, которые влияют на потребление ресурсов, являются энергетические. Доля энергетических затрат в издержках ремонтного производства, которая на промышленных предприятиях составляет в среднем 8и имеет тенденцию к росту в связи с моральным и физическим износом основного оборудования и значительными потерями при транспортировке энергетических ресурсов.

Одним из определяющих условий снижения издержек на предприятиях и повышения экономической эффективности является рациональное использование энергетических ресурсов. Топливно-энергетические ресурсы это совокупность всех природных и преобразованных ресурсов, используемых в ремонтном производстве. Иногда материальные и энергетические ресурсы на предприятии тесно переплетаются между собой. Так, например, на ряде предприятий, к числу которых относится и НПО «Сатурн», используются энергетические установки, которые вырабатывают электрическую энергию, потребляя топливо, которое и является материальным ресурсом. Нас же интересует только энергопотребление, которое осуществляется применяемым оборудованием.

Машиностроение представляет собой энергоемкую сферу промышленного производства, где, в результате морального и физического старения основных фондов происходит постоянное и непрерывное увеличение потребления энергии.

Рост расходов на энергетические ресурсы и вызываемое им повышение себестоимости машиностроительной продукции обозначает необходимость сокращения энергетической составляющей в издержках производства. В то же время предприятия машиностроения не заинтересованы в разработке и реализации программ энергосбережения, что вызвано относительно низкими ценами на энергоносители, отсутствием экономических стимулов к энергосбережению, ограниченными финансовыми ресурсами. В результате программы энергосбережения на машиностроительных предприятиях либо не разработаны вовсе, либо реализация имеющихся программ практически не ведется. Для получения максимального эффекта от реализации программы энергосбережения на предприятиях машиностроения она должна представлять собой оптимальную для него совокупность энергосберегающих мероприятий.

Энергосбережение это не бесцельная экономия энергетических ресурсов, проводимая зачастую за счет сокращения объема производства, а фактор экономического роста, обеспечения соответствующей экологической и социально- бытовой обстановки. Таким образом, энергосбережение должно быть одним из приоритетных направлений экономической политики промышленного предприятия. В тоже время сегодня пристального внимания заслуживает оценка эффективности энергосбережения и ее составляющих, которую необходимо учитывать при последующей разработке целевых программ энергосбережения и сценариев их реализации.

Основными целями энергосбережения предприятия должно быть:

- повышение эффективности использования энергетических ресурсов на единицу продукта предприятия;

- устранение потерь энергоресурсов;

- использование прогрессивных методов обработки, применяемое оборудование которых имеет оптимальное соотношение производительности и потребления энергоресурсов.

Цели программы достигаются путем внедрения эффективных технологий и разработки эффективных финансово-экономических механизмов производства, транспортирования и потребления энергетических ресурсов, проведения мероприятий по энергосбережению, внедрения систем учета.

Сегодня на смену применяемым технологиям приходят новые, в которых используется новое, более совершенное оборудование, которое требует затрат меньшего количества энергии. Также применяется инструмент, который дольше сохраняет свои рабочие характеристики, за счет этого уменьшаются силы резания и энергопотребление оборудования.

В процессе хозяйственной деятельности трудовые ресурсы предприятия занимают одно из центральных мест, поэтому вопрос ресурсосбережения и определения оптимального соотношения ресурсов на предприятии очень актуален в настоящее время. Финансовая политика в области ресурсов направлено воздействует на долговременное состояние предприятия, а так же определяет его текущее состояние. Она диктует тенденции экономического развития, перспективный уровень научно-технического прогресса, состояние производственных мощностей предприятия.

Достаточная обеспеченность предприятий нужными трудовыми ресурсами, их рациональное использование, высокий уровень производительности труда имеют большое значение для увеличения объемов продукции и повышения эффективности производства.

В современных условиях производства эффективность использования производственных фондов, сырья, улучшение качества и структуры выработанной продукции зависят как от количества работающих, так и от уровня их квалификации. В соответствии с действующим законодательством предприятия сами определяют общую численность работников, их профессиональный и квалификационный состав, утверждают штаты. Неукомплектованность персонала нередко оказывает отрицательное влияние на качество и динамику объёма продукции.

Выпуск продукции зависит не столько от численности работающих, сколько от количества затраченного труда, определяемого количеством рабочего времени.

Поэтому необходимо изучить эффективность использования рабочего времени трудового коллектива предприятия.

Сокращение потерь рабочего времени - один из резервов увеличения выпуска продукции. Однако надо иметь в виду, что потери рабочего времени не всегда приводят к уменьшению объёма производства продукции, т.к. они могут быть компенсированы повышением интенсивности труда работников. Поэтому при анализе использования трудовых ресурсов большое внимание уделяется изучению показателей производительности труда.

Важнейшим показателем эффективности использования труда является производительность труда. Об эффективности использования труда в отраслях материального производства судят по таким показателям, как:

- темп роста производительности труда;

- доля прироста продукции за счёт повышения производительности труда;

- относительная экономия живого труда (работников в расчёте на год) в сравнении с условиями базисного года;

- относительная экономия фонда оплаты труда;

- отношение темпов прироста производительности труда к приросту средней заработной платы.

Значение приращения численности работающих и их производительности труда неодинаково. Первый фактор - количественный, характеризующий экстенсивность использования труда; увеличение работающих мало сказывается на показателях экономичности производства - себестоимости и других, так как дополнительные работники означают и дополнительные затраты на оплату труда.

Второй фактор — качественный; на годовую выработку работающего влияет использование рабочего времени в течение года (экстенсивность труда), но в основном она зависит от “чистой” производительности, характеризуемой среднечасовой выработкой одного рабочего (интенсивность труда). Если рост производительности труда обгоняет рост средней заработной платы, то это означает прямое снижение себестоимости производства продукции, а, следовательно, и повышение его рентабельности.

Важным фактором роста производительности труда становится повышение образовательного и квалификационного уровня работников. Рабочие должны быть квалифицированными и выполнять свою работу качественно. Для этого необходимо совершенствовать систему оплаты труда и премиальную систему.

Оплата труда должна являться стимулом для повышения квалификации труда и теоретического уровня.

Поскольку естественной мерой труда является время, то повышение производительности труда представляет собой сокращение рабочего времени, общественно необходимого для производства данного продукта.

Повышение эффективности труда является важной задачей на любом производительности труда, являются повышение технологического уровня, совершенствование управления на производстве.

Для повышения эффективности использования трудовых ресурсов необходимо сочетание экономических, социальных и технических факторов, то есть снижение потерь, которые могут возникнуть от простоя оборудования и рабочих, а также усовершенствование управление производством, то есть необходимо принять на работу более квалифицированных работников.

Квалифицированные рабочие должны не только выполнять основные операции ремонтного процесса, так же высокая квалификация требуется для технологов и рабочих, занятых управлением персоналом.

Основные принципы управления трудовыми ресурсами являются:

- четкая структурная и количественная организация коллектива;

- подчиненные должны получать приказы от одного начальника, увеличение количества управляющих личностей приводит к изменению в принципах управления трудовым коллективом, а также увеличению целей достижения оптимального результата;

- соблюдение иерархии приказов и контроля их выполнения, приказы должны спускаться по управляющей вертикали сверху вниз, а контроль соответственно снизу вверх;

- распределение ответственности рабочих, каждый должен отвечать только за выполняемую работу и находящиеся у него в распоряжении ресурсы;

- обеспечение дисциплины коллектива, исключение возможных конфликтов;

- организация условий труда и отдыха.

Современный этап развития характеризуется тем, что решающее значение приобретает фактор, связанный с интеллектуальной составляющей социальноэкономических процессов, а именно - интеллектуальные ресурсы, которые непосредственно определяют параметры экономического роста, создают основу для инновационного развития. Фактор интеллектуальных ресурсов является неотъемлемой частью экономии ресурсов.

Проблема использования интеллектуальных ресурсов является актуальной для каждого предприятия. Каждое предприятие должно быть способно предложить конкурентоспособную продукцию. В условиях жесткой конкуренции предприятия поставлены перед необходимостью формирования новых конкурентных преимуществ. Особая роль отводится интеллектуальным ресурсам, которые рассматриваются как средства инновационного обеспечения конкурентоспособности российских предприятий.

Информационные технологии преобразуют материальную основу современного производства и распределения, а производительность все в большей мере зависит от применения знаний. Основными ресурсами развития во все большей мере становятся люди и знания, которыми они обладают, нематериальные активы и растущая профессиональная компетенция кадров.

Человеческий капитал - это знания, навыки, творческие и мыслительные способности людей, их моральные ценности, культура труда. Именно способности к познанию и мыслительные процессы относятся к нематериальному человеческому капиталу.

Почти все факторы ресурсосбережения неразрывно связаны между собой.

Так, например, интеллектуальные и трудовые ресурсы тесно переплетаются и зависят друг от друга. Повышение потенциала трудовых ресурсов невозможно без интеллектуальных. Только использование знаний позволит повысить производительность труда и профессиональную культуру персонала. Каждый работник должен понимать и осознавать, что ему требуется сделать и какие последствия могут возникнуть вследствие его действий. Для увеличения качества использования трудовых и интеллектуальных ресурсов предприятия должны проводить мероприятия по повышению квалификации рабочих, отправлять их на дополнительное обучение, а также обменивать опытом с другими предприятиями.

Несмотря на то, что интеллектуальные ресурсы это собственность каждого предприятия и именно их использование повышает качество продукции и её конкурентоспособность, развитие предприятия только на основе своего опыта и знаний ограничит его в использовании перспективных решений. Рано или поздно такое предприятие не сможет предоставлять конкурентоспособную продукцию и услуги. Поэтому грамотное использование таких ресурсов как интеллектуальные и трудовые неотъемлемо связано с ресурсосбережением.

конкурентоспособность продукции или технологии, малоотходные технологии, организационно-технологическая подготовка производства, технологическое оборудование, утилизация, связаны с ресурсными и зависят или влияют на них.

Конкурентоспособность продукции определяется практически всеми ресурсными факторами. Потому что грамотное использование таких ресурсов приводит к снижению стоимости, а также повышению качества продукции. Например, снижение стоимости продукции возможно за счет снижения расходования материальных и энергетических ресурсов, а повышение качества за счет улучшения интеллектуальных и информационных ресурсов предприятия, а также за счет улучшения условий труда.

Правильная организационно-технологическая подготовка производства, использование новых прогрессивных технологий и современного оборудования, которое позволяет повысить производительность и качество выполняемых операций, все это при грамотном подходе к использованию приведет к снижению затрат материальных, энергетических и трудовых ресурсов, а как следствие и финансовых. В то же время современные технологии и оборудование оказывают влияние на экономию экологических факторов, которые на сегодняшний день при разработке новых методов стоят практически на первом месте. Так, например, появление такой технологии как газотемпературное нанесение покрытий заставляет отказаться от гальванических методов, которые требуют проведения дополнительных мероприятий по утилизации отработанного электролита.

В группе сициально-экономических факторов также присутствуют факторы, которые оказывают влияние на ресурсные. Одним из направлений (факторов) ресурсосбережения является применение подходов менеджмента к управлению ресурсами. Менеджмент можно представить, как умение добиваться поставленных целей, используя труд, мотивы поведения и интеллект людей.

Иначе, менеджмент - целенаправленное воздействие на людей с целью превращения неорганизованных элементов в эффективную и производительную силу. Термин «менеджмент» означает управление социально-экономическими процессами; на уровне организации - управление хозяйственной деятельностью и личностью, персоналом.

Принятие управленческих решений никогда не может быть полностью рациональным, поскольку в реальности работники управленческого аппарата:

- действуют на основе неполной информации;

- способны исследовать только ограниченный набор вариантов каждого решения;

- неспособны точно оценить результаты.

Применение подходов менеджмента позволит организовать рабочую силу предприятия и повысить производительность трудовых ресурсов. Грамотная, четкая и слаженная работа всех специалистов занятых в ремонтном производстве позволит снизить время затрачиваемое на ремонт, повысить качество ремонта, а также снизить количество брака. При этом управление должно затрагивать не только рабочих непосредственно занятых технологическим процессом ремонта, а также рабочих, которые разрабатывают и применяют технологические процессы ремонта. Также применяя подходы менеджмента при управлении трудовыми ресурсами необходимо организовать не только работу отдельных рабочих по выполнению надлежащих им обязанностей, а скоординировать слаженную работу персонала.

На качество трудовых ресурсов оказывает влияние и другой фактор, такой как улучшение условий труда и отдыха работников. Нормальные, благоприятные условия способствуют интенсивному и производительному труду, поддерживанию на достаточно высоком уровне работоспособности человека, сохранению его здоровья, а в более широком смысле - гуманизации труда и реализации концепции качества трудовой жизни.

Однако и условия труда – фактор зависящий от других факторов, а именно от производственных, таких как применяемые технологии и технологическое оборудование. Именно от них зависят условия труда. Чем совершеннее и безопаснее применяемые технологии и оборудование, тем лучше условия труда, тем надежнее работа применяемого оборудования. Как уже отмечалось, на смену старым технологиям и старому оборудованию приходят новые, так на смену гальваническим приходят методы газотермического нанесения покрытий, которые оказывают меньшее воздействие на окружающую среду и не так вредны для рабочего. Также взамен старому оборудованию механической обработки, приходит на смену более новое. Во многих современных станках рабочая зона имеет более совершенную защиту, что препятствует разбрасыванию стружки. К тому же на устаревшем оборудовании, как правило, наблюдаются подтеки масла и смазочноохлаждающих жидкостей, что не благоприятно влияет на гигиену труда.

А на современном оборудовании все органы управления закрыты и защищены.

Для безопасности работы персонала оборудование устанавливается на специализированных участках, где поддерживается чистота и порядок. Новое оборудование, как правило, работает тише и от него меньше вибраций, что так же благоприятно влияет на условия труда.

Хорошие условия труда положительно влияют на трудовые ресурсы, однако, это не единственный фактор, влияющий на них. За хорошо выполняемую работу, а также за вклад в экономию ресурсов персонал должен поощряться. Это возможно за счет материального стимулирования. Также за потребление ресурсов должны быть назначены ответственные люди, которые будут не просто следить за правильное обращение с разными видами ресурсами, но и нести ответственность за нарушения связанные с потреблением ресурсов.

Пути регулирования основных ресурсов представлены на схеме рисунок 3.2.

Пути регулирования ресурсов позволяют определить направления воздействия для управления основными ресурсами. При выполнении анализа, указанные пути показывают, на какие моменты следует обратить внимание при выборе способов экономии. При принятии решений связанных с определением возможных способов экономии ресурсов, выполняя анализ по всем направлениям, выявляют все возможные моменты экономии ресурсов при использовании имеющихся методов ремонта. Как отмечалось, пути регулирования разных ресурсов зависимы, таким образом регулируя расходование ресурсов одними путями, происходит изменение и других ресурсов. При анализе это надо учитывать, выполнив анализ возможностей воздействия на одни ресурсы и переходя к другим, не следует исключать возможности изменения других ресурсов. Не всегда, выполняя поиск решений по одним ресурсам, обращают внимание на изменение других, что в итоге не дает ожидаемых результатов.

3.2. Факторы ресурсосбережения, оказывающие влияние на выбор технологий возможности все факторы ресурсосбережения, хотя это и сложно и требует порой проведения дополнительного анализа. Однако, существует ряд факторов, которые воздействуют и напрямую зависят друг от друга. Это факторы групп ресурсные и производственные. Производственные факторы непосредственно связаны с применяемыми технологиями, соответственно и ресурсные связаны с применяемыми технологиями.

Чтобы определить какие факторы, и каким образом влияют на выбор технологий необходимо решить обратную задачу, а именно определить каким образом применение различных технологий оказывает влияние на экономию различных ресурсов. Это позволит определить направления экономии, а также выделить основные факторы ресурсосбережения, влияющие на выбор применяемых технологий.

При ремонте деталей часто решают вопрос, что выгоднее: восстановление основной детали или замена сопряженной детали на ремонтную? Замена детали является более дешевым методом, но не всегда совершенным. Так, например, лабиринтные уплотнения состоят из двух элементов, это гребешки, которые могут быть выполнены на отдельных кольцах, а также на элементах дисков, и графитовые кольца. При эксплуатации гребешки уплотнений истираются, при ремонте возможно два варианта: восстановление путем наплавки или замена графитового кольца. При замене происходит изменение геометрии лабиринтного уплотнения, и оно уже не обеспечивает необходимые параметры, что может привести к изменению параметров рабочего процесса в двигателе, изменению температурного режима, что в свою очередь может привести к перепаду температур в деталях, накоплению напряжений и возникновению усталостных дефектов. Соответственно в некоторых случаях экономия не является оптимальным решением ремонта. Целесообразнее восстановить гребешки наплавкой с последующей механической обработкой. Это позволит восстановить изначальные геометрические размеры уплотнений, а значит восстановить технические характеристики лабиринтного уплотнения.

Как уже отмечалось, основной причиной нарушающей работу двигателя является износ его деталей, который способствует увеличению вибраций, приводящих к возникновению в деталях других дефектов, таких как трещины.

При производстве стремятся уменьшить износ или полностью его исключить в наиболее вероятных местах путем нанесения износостойких покрытий, а также придания поверхностям деталей необходимой прочности и твердости. Это осуществляется путем термической и деформационной обработки, а также нанесением износостойких покрытий.

При ремонте основная задача это восстановление геометрии поверхностей и удаление дефектов, связанных с трением деталей (риски, царапины, надиры и другие). Также при ремонте необходимо восстановить износостойкие покрытия или заменить их на покрытия с более высокими износостойкими свойствами.

Отличия способов нанесения металлов на изношенные поверхности характеризуется тремя способами, которые отличаются толщиной наносимого металла. Различают наплавку, напыление и осаждение. Для наплавки толщина наносимого металла составляет более 1 мм, для напыления – менее 1 мм, для осаждения – менее 10 мкм. При ремонте деталей газотурбинных двигателей применяются все три способа в зависимости от степени износа, а также необходимости уменьшения износа.

Для осуществления этих способов существуют разные методы. Самым распространенным для осуществления наплавки является электродуговая. Способ состоит в дуговой наплавке при защите зоны дуги аргоном, гелием или иным инертным газом. Наплавку в среде инертного газа осуществляют в двух вариантах: плавящимся и вольфрамовым электродами. Наплавка плавящимся электродом в среде защитного газа характеризуется тем, что дуга возникает между основным металлом и электродным наплавочным материалом. Наплавка протекает в условиях автоматической подачи электродной проволоки. В качестве защитного газа чаще всего используют аргон, хотя при работе в среде чистого аргона дуга теряет стабильность при наплавке любого металла, кроме алюминиевых сплавов. С целью стабилизации дуги при наплавке стали к аргону добавляют до 20 % кислорода или углекислого газа, что существенно влияет на процесс наплавки. Поэтому задача получения наплавленного металла с заданными свойствами требует тщательного выбора состава защитного газа.

На сегодняшний день на смену электродуговой приходит газотермическая наплавка. Это процесс восстановления поверхности детали из нагретых и ускоренных частиц материала с использованием высокотемпературного газового по тока, при соударении которого с основой или наплавленным материалом идет их соединение за счет сваривания, адгезии и механического сцепления. По энергетическим признакам методы газотермического нанесения покрытий подразделяются на газопламенный, детонационный и плазменный. Эти методы отличаются типом источника энергии, расходуемой на нагрев и ускорение материала, создающего покрытие.

Необходимо проанализировать методы наплавки с точки зрения экономии ресурсов. В статье П. А. Тополянского «Прогрессивные технологии нанесения покрытий – наплавка, напыление, осаждение» выполнено сравнение способов нанесения покрытий по технико-экономическим показателям. В статье рассмотрены такие методы как газопламенная, электродуговая и плазменная наплавка.

Как уже отмечалось основными факторами ресурсосбережения, влияющими на экономичность методов, являются потребление материальных, энергетических, интеллектуальных и других видов ресурсов. Проанализируем технологии наплавки и нанесения покрытий с точки зрения экономии ресурсов. Одну из упомянутых выше технологий можно исключить из рассмотрения, так как качество наплавки не отвечает требованиям авиадвигателестроения, а именно значительная деформация детали после наплавки, высокое снижение производительность.

Одним из факторов влияющим на выбор восстановительной технологии является использование материала. Как правило, эта величина зависит от качества получаемой поверхности. Одной наплавкой получить необходимый профиль дополнительно обрабатывать поверхность механическими способами для придания ей необходимого профиля. Это обосновывается тем, что наплавленная поверхность имеет неровности. Величина этих неровностей зависит от метода, а также степени износа, так как при большом износе требуется нанесение нескольких слоев, а на их границе образуются неровности. После электродуговой наплавки припуск на последующую обработку может достигать 2 мм, это приводит к дополнительному расходованию материала, а также увеличивает трудоемкость процесса восстановления геометрии детали.

Другим способом наплавки является плазменная, которая является современным способом наплавки и нанесения износостойких покрытий. При плазменной наплавке источником теплоты, обеспечивающим плавление присадочного материала, является плазменная струя. В наплавочных устройствах (плазмотронах) плазменная струя образуется при прохождении газа (аргона) в узком канале через столб дугового разряда между двумя электродами. Высокая концентрация тепловой энергии в плазменной струе, стабильность дугового разряда, возможность раздельного регулирования степени нагрева основного и присадочного материалов обусловливают преимущества плазменной наплавки, особенно в тех случаях, когда присадочный металл по составу и свойствам отличается от основного. Плазменный метод позволяет наплавлять металл с припуском на дальнейшую обработку в пределах 0,4-0,9 мм, что позволяет исключить черновую механическую обработку.

Плазменный метод постепенно вытесняет электродуговой, в некоторых отраслях он уже занял лидирующие позиции, однако в ремонте газотурбинных двигателей в России он используется мало. Связано это с необходимостью изучения использования данного метода при наплавке металлов используемых в авиационных двигателях. Также существует еще один более молодой метод метод низкотемпературной лазерной диффузионно-порошковой наплавки, но на сегодняшний день он не получил распространения, хотя этот метод по ряду показателей наиболее хорошо подходит для восстановления поверхностей деталей авиационных двигателей.

Суть метода низкотемпературной лазерной диффузионно-порошковой наплавки заключается в следующем. Луч оптического инфракрасного лазера проходит через специальную смесительную головку, в которой к нему добавляется мелкодисперсный порошок какого-либо металла. Как правило, это тот же самый металл, что и основной металл ремонтируемой детали, хотя тут возможны самые разные варианты. Попадая на ремонтируемую деталь, лазерный луч вызывает термический нагрев основного металла, а находящийся в луче порошок испытывает процесс диффузии в этот нагретый слой. В результате в месте контакта луча лазера с металлом появляется дополнительный слой металла, который увеличивает размеры ремонтируемой детали. Повторяя этот процесс неоднократно, можно добиться полного восстановления первоначального очертания ремонтируемой детали – турбинной лопатки, направляющего механизма, импеллера и так далее. Процесс этот происходит в среде инертного газа – аргона, что позволяет избежать оксидации каждого наплавленного слоя.

Подача металлического порошка к месту наплавления также производится при помощи аргона, находящегося под давлением. После обработки методом низкотемпературной лазерной диффузионно-порошковой наплавки деталь необходимо обработать на шлифовальном станке до достижения её требуемой формы.

С точки зрения экономии наплавляемого материала данный метод является наиболее эффективным, так как перевод материала в стружку меньше чем у методов рассматриваемых ранее. Припуск на последующую обработку составляет до 0,4 мм.

Так как рассматриваются методы для выполнения одной и той же операции наплавки с использованием одного и того же металла, затраты на «лишний»

металл можно оценить путем сравнения припусков на дальнейшую механическую обработку. Данные сравнения представим в виде диаграммы (Рисунок 3.2).

Рисунок 3.2 – Сравнение методов наплавки по припускам на дальнейшую По диаграмме видно, что меньше расхода материала происходит при лазерной наплавке, а наибольшее - при электродуговой. Металл, оставляемый на припуск, при механической обработке переводится в стружку. Можно предположить, что стружка может быть переплавлена и металл будет использован повторно, что дает право утверждать, что напрасного расхода материальных ресурсов нет. Однако на переплавку и подготовку металла для наплавки необходимо затратить энергетические и трудовые ресурсы, а также время. Также дальнейшая обработка после наплавки требует затраты ресурсов, что приводит к увеличению стоимости ремонта, а также времени на его выполнение, для компаний эксплуатирующих авиационные двигатели эти факторы являются не маловажными. Значит нельзя не обращать внимания на такой фактор как расход материальных ресурсов, тем более что косвенно он затрагивает и другие факторы.

На экономичность технологий оказывает влияние и энергетический фактор.

На работу любого оборудования требуется энергия. Каждый метод наплавки отличается применяемым оборудованием и соответственно затрачиваемой энергией. Самым энергозатратным методом является электродуговая наплавка, автоматические установки для этого метода потребляют от 40 до 50 кВт/ч.

Оборудование для плазменной и лазерной наплавки имеют примерно одинаковое потребление электроэнергии: 30 и 35 кВт/ч соответственно. Минимальная разница энергозатрат методов составляет 5-10 кВт/ч. Это значит, что замена распространенной электродуговой наплавки на другой метод позволит сэкономить до 25% энергии. С учетом стоимости 1 кВт/ч электроэнергии экономия составит 17,5-35 рублей за час работы установки. Для наглядности представим данные сравнения в виде диаграммы (Рисунок 3.3).

Рисунок 3.3 – Сравнение методов по энергозатратам На потребление электроэнергии влияет и производительность метода, чем меньше времени затрачивается на наплавку, тем меньше энергии будет затрачено на выполнение ремонта и сократится время ремонта. Производительность наплавки обычно оценивают по количеству металла, наплавленного в единицу времени, например в кг/ч. Наибольшую производительность имеет плазменная наплавка (1-12 кг/ч), немного меньшей производительностью обладает лазерная (до 8 кг/ч), самой низкой производительностью обладает электродуговая наплавка (0,3-3,6 кг/ч). Для наглядности составим диаграмму (Рисунок 3.4).

Рисунок 3.4 – Сравнение способов наплавки по производительности По рассмотренным факторам, влияющим на расход ресурсов, самым не экономичным способом является электродуговая наплавка, но на сегодняшний день она получила большое распространение. Это связано с тем, что этот способ уже отработан и дает возможность получать наплавленные слои практически любой толщины с высокими физико-механическими свойствами.

Технологические особенности электродуговой наплавки используют в целях ослабления нежелательных сопутствующих явлений, таких как окисление металла, поглощение азота, выгорание легирующих примесей и нагрев материала детали выше температуры фазовых превращений. Эти явления приводят к снижению прочности сварочного шва, нарушению термообработки материала, объемным, структурным и фазовым изменениям и короблению детали.

Перемешивание материалов основы и покрытия ухудшает её свойства.

ресурсосбережения примерно одинаковы и помимо указанных преимуществ перед распространенной электродуговой наплавкой есть и другие. При выборе технологии восстановления детали нужно руководствоваться не только их экономичностью, но и качеством. На качество наплавки влияет глубина проплавления основного металла.

Электродуговая наплавка имеет значительную глубину проплавления в сравнении с плазменной и лазерной наплавкой. Электродуговая наплавка требует предварительного и сопутствующего подогрева мест наплавки и последующей термообработки. Зона термического воздействия для электродуговой наплавки может достигать нескольких миллиметров, для плазменной наплавки эта величина составляет около 0,3 мм, для лазерной наплавки эта величина составляет несколько десятков микрометров. Зона термического влияния оказывает воздействие на остаточные напряжения, которые снижают сопротивление усталости. Любая наплавка сопровождается снижением сопротивления усталости, электродуговой наплавки снижение сопротивления усталости составляет 25%, для плазменной – 12%. Для лазерной наплавки снижение сопротивления усталости минимальное, связано это с величиной зоны термического воздействия на основу детали.

Восстановление деталей с наименьшим снижением усталости приводит к увеличению её надежности и ресурса, что в свою очередь повышает престиж ремонта. Применение в ремонте перспективных технологий способствует повышению конкурентоспособности ремонта, что заставляет обращаться компании, эксплуатирующие авиационные двигатели, к предприятиям, выполняющим ремонт, которые используют современные технологии. Таким соответственно привлекает к себе больше заказчиков со стороны компаний эксплуатирующих авиационные двигатели.

Для грамотного выбора восстановительных технологий необходимо правильное использование трудовых и интеллектуальных ресурсов. Опыт рабочих, накопленный за годы работы, это ценный ресурс, но он, как и использование отработанных технологий, не позволяет предприятию выполнять интеллектуальных и трудовых ресурсов необходимо проводить переобучение персонала, постоянную подготовку кадров. Технолог, разрабатывающий технологические процессы ремонта, должен знать весь возможный набор методов, чтобы выбрать из них наиболее подходящий. Выбор методов возможен только на основе имеющихся знаний, то есть интеллектуальных ресурсов предприятия, которые должны совершенствоваться за счет обмена опытом с другими предприятиями, производящими ремонт и современное оборудование для восстановления.

Выполним сравнение методов наплавки по себестоимости. Себестоимость методов ремонта деталей определяется как сумма всех затрат:

где Мо – стоимость материалов; Эт – стоимость технологической энергии; Ро – расходы на эксплуатацию оборудования; Зр – заработная плата.

При ремонте происходит восстановление покрытий, а также поверхностей деталей. Для этого необходимы материалы, которые учитываются при расчете себестоимости ремонта. Для расчета себестоимости необходимо определить объем, а затем и массу израсходованных материалов на восстановление поверхностей деталей. Стоимость материалов определяется по формуле:

- масса израсходованных материалов; Цм – стоимость единицы материала.

где определяются по выражению:

где М - установленная мощность, кВт; Цэ - цена электроэнергии за 1 кВт ч; Кмв коэффициент использования электроэнергии по мощности и времени; Т трудоемкость выполнения операции.

При сдельно премиальной форме оплаты труда базой заработной платы является тарифная часть Зр :

где ТС - тарифная ставка по j-му разряду; Т - трудоемкость детали.

Затраты на оборудование определяются по формуле:

где Са - амортизационные отчисления; Сро - затраты на ремонт и обслуживание;

Сп - расходы на оснастку.

Амортизационные отчисления на оборудование определяются по формуле:

где Н - годовая норма амортизации (для укрупненный расчетов принимают Н = 0,1); Фд - действительный фонд времени работы оборудования:

где Тг - число рабочих дней в году (250 дней); С - число смен; Д - длительность смены (8 часов); Кр - коэффициент потерь времени на ремонт и обслуживание.

Затраты на амортизационные отчисления имеют значительный вес в технологической себестоимости. Это определяется высокими ценами на оборудование и капитальных вложений на оборудование.

Затраты на обслуживание и ремонт:

где Кр - коэффициент, определяющий затраты на ремонт и обслуживание в зависимости от цены оборудования Цоб, Кр = 0,05 … 0,1 для учета затрат на обслуживание и текущие ремонты.

Затраты на оснастку можно определить по формуле:

где Кр - коэффициент, учитывающий ежегодные затраты на ремонт (Кр = 1,1 … 1,2); Ка - норма амортизации, зависящая от срока службы приспособления, с использования приспособления к действительному фонду времени Фд работы использования приспособления, равен отношения фактического времени оборудования.

используемых ресурсов: материалов, оборудования, электроэнергии и ставка по заработной плате. Стоимость ресурсов представлена в таблице 3.1.

Таблица 3.1 – Стоимость основных ресурсов используемых при ремонте Материалы Тарифные ставки рабочих Оборудование для нанесения Выполним сравнение по себестоимости методов наплавки.

Определим стоимость израсходованных материалов на наплавку:

определяются по выражению:

Заработная плата:

Действительный фонд времени работы оборудования:

Амортизационные отчисления на оборудование определяются по формуле:

Затраты на обслуживание и ремонт:

Затраты на оборудование:

Себестоимость методов ремонта деталей определяется как сумма всех затрат:

Рассчитанные данные по себестоимости наплавки отобразим на диаграмме (Рисунок 3.5).

Рисунок 3.5 – Сравнение способов наплавки по себестоимости По диаграмме видно, что наиболее экономичной технологией является плазменная наплавка. Наиболее перспективный метод – лазерная наплавка требует больших затрат, связано это с затратами на оборудование, которое является самым дорогостоящим.

На экономичность методов ремонта влияние оказывает также последующая механическая обработка. Определим себестоимость механической обработки для методов наплавки. Для этого необходимо сформировать исходные данные, которыми являются параметры поверхности после наплавки, а именно шероховатость и допуск на наплавленную поверхность (Таблица 3.2).

Таблица 3.2 – Параметры поверхности детали после наплавки Характеристики поверхности Определим набор методов механической обработки и припуски (Таблица 3.3).

Таблица 3.3 – Набор методов механической обработки Шлифовальная чистовая Шлифовальная чистовая Определим себестоимость механической обработки после плазменной наплавки.

Глубину резания при чистовом точении принимаем равной припуску на обработку Материал резца Т15К6 принимаем по [88], таблица 13, стр. 56.

Режимы резания принимаем по по [88], таблица 51, стр. 82 и таблица 24, стр. 70:

- мощность резания Расчетная частота вращения:

Токарный станок Jet GH-2640 предназначен для деталей типа диск.

Определим основное время для чистового точения:

Определим вспомогательное время:

- время затрачиваемое на установку карта 56, стр. 146;

- время затрачиваемое на измерение карта 64, стр. 161.

Определим время на обслуживание рабочего места, отдых и естественные надобности:

где - время на обслуживание рабочего места, отдых и естественные надобности, мин;

отд - время на обслуживание рабочего места, отдых и естественные надобности, %, определяем по [85], карта 49, стр. 135.

Определение нормы штучного времени:

Определим стоимость токарной обработки.

определяются по выражению:

Заработная плата:

Действительный фонд времени работы оборудования:

Амортизационные отчисления на оборудование определяются по формуле:

Затраты на обслуживание и ремонт:

Затраты на оборудование:

Себестоимость методов ремонта деталей определяется как сумма всех затрат:

Припуск на чистовое шлифование:

Шлифовальный круг 1 1502062 25А 40 С1.

Режимы резания принимаем по по [88]:

- скорость круга - скорость заготовки Расчетная частота вращения заготовки:

Был выбран шлифовальный станок3К229А.

Основное время Определим вспомогательное время:

- время затрачиваемое на установку карта 16, стр. 640;

- время затрачиваемое на измерение карта 64, стр. 161.

Определим время на обслуживание рабочего места, отдых и естественные надобности:

Определение нормы штучного времени:

Определим стоимость чистовой шлифовальной обработки.

определяются по выражению:

Заработная плата:

Действительный фонд времени работы оборудования:

Амортизационные отчисления на оборудование определяются по формуле:

Са(шлифовальная чистовая) = Затраты на обслуживание и ремонт:

Затраты на оборудование:

Себестоимость методов ремонта деталей определяется как сумма всех Ст(шлифовальная чистовая) = 0,78 + 6 + 3,5 = 10,3 руб/шт.

затрат:

Суммарная себестоимость механической обработки после плазменной наплавки:

наплавки.

Припуск на черновое шлифование:

Шлифовальный круг 1 1502062 25А 40 С1.

Режимы резания принимаем по по [88], таблица 200, стр. 236:

- скорость круга - скорость заготовки Расчетная частота вращения заготовки:

Был выбран шлифовальный станок3К229А.

Основное время С учетом чистового шлифования основное время Определим время на обслуживание рабочего места, отдых и естественные надобности:

Определение нормы штучного времени:

Определим стоимость чистовой шлифовальной обработки.

определяются по выражению:

Заработная плата:

Действительный фонд времени работы оборудования:

Амортизационные отчисления на оборудование определяются по формуле:

Затраты на обслуживание и ремонт:

Затраты на оборудование:

Себестоимость методов ремонта деталей определяется как сумма всех затрат:

Занесем рассчитанные данные в таблицу 3.4.

Таблица 3.4 – Себестоимость механической обработки наплавки Таким образом, получаем, что по себестоимости механической обработки и отражается на общей себестоимости метода наплавки, что позволяет сделать выбор в пользу плазменной наплавки.

Восстановление дисков при ремонте сопровождается не только наплавкой.

В процессе эксплуатации происходит износ покрытий, и в процессе ремонта их восстанавливают. Нанесение износостойких покрытий осуществляется гальваническим методом. Этот метод, как и электродуговая наплавка, является распространенным и отработанным как в производстве, так и ремонте. Однако, как уже отмечалось, данный метод имеет недостатки, которые оказывают влияние на его экономичность.

компрессора высокого давления двигателей Д30-КУ/КП. Рассмотрим на примере диска 11-й ступени. Диаметр центрального отверстия составляет 163 мм, его составляет 0,624 см. Масса нанесенного серебра составит 7 г при плотности длина 78 мм, при толщине покрытия 0,012 мм объем нанесенного серебра серебра 10,5 г/см. Стоимость нанесенного серебра составит 269 руб. при стоимости одного грамма серебра 38,43 руб.

определяются по выражению:

Заработная плата:

Действительный фонд времени работы оборудования:

Амортизационные отчисления на оборудование определяются по формуле:

Затраты на обслуживание и ремонт:

Затраты на оборудование:

Себестоимость методов ремонта деталей определяется как сумма всех затрат:

Рассчитанные данные по себестоимости отобразим на диаграмме (Рисунок 3.5) Рисунок 3.6 – Сравнение способов нанесения покрытий по себестоимости (1 – нанесение покрытий гальваническим методом; 2 – нанесение покрытий Себестоимость методов на одну деталь показывает, что гальванический метод нанесения покрытий в 6 раз экономичнее плазменного. Это преимущество достигается за счет обработки партии деталей. Следует отметить, что при анализе себестоимости не учитывалась стоимость оборудования для очистки сточных вод гальвано-производства. Как правило, стоимость очистного оборудования на порядок превышает стоимость основного, поэтому с учетом этого оборудования себестоимость гальванического метода будет выше, что приблизит её к плазменному напылению. Так же можно отметить, что на предприятиях где гальваническое нанесение покрытий используется мало, очистку сточных вод не применяют.

работоспособности деталей, позволяет выделить основные факторы и пути ресурсосбережения, которые влияют на экономию различных видов ресурсов.

Выделенные факторы представлены на схеме рисунок 3.7.

Выделенные факторы, позволяют определить в каких ситуациях, и каким образом можно экономить ресурсы. Также данная схема показывает зависимость некоторых путей экономии ресурсов. При выборе метода ремонта, обращаясь к данной схеме и выбирая направление экономии, приходим к решению или направлению экономии, которое указывает каким образом можно изменить расклад расходования различных видов ресурсов.

3.3 Выводы по главе применительно к используемым и известным технологиям, были выделены основные пути и возможности экономии ресурсов при выполнении ремонта.

2. Анализ показывает, что экономия, основанная на экономии за счет использования отработанных технологий, не всегда оправдана. Для повышения уровня ресурсосбережения предприятия, то есть снижения потребления каких либо ресурсов, необходимо использовать не только отработанные технологии, но и внедрять новые, которые потребуют дополнительных затрат ресурсов на первом этапе, но оправдают себя за время выполнения операций ремонта, за счет экономии материальных, энергетических и трудовых ресурсов.

подготовка персонала занятого в сфере ремонта. Обучение персонала должно производиться по нескольким направлениям, рабочие должны быть ознакомлены с основными направлениями ресурсосбережения в области их работы, а также обладать знаниями о всех возможных способах ремонта, их возможностях с точки зрения экономии ресурсов и обеспечения необходимых эксплуатационных свойств, а также возможных дефектах возникающих в процессе ремонта.

Грамотное использование трудовых и интеллектуальных ресурсов приведет к повышению их эффективности и снижению потребления других ресурсов.

4. Анализ показывает, что использование разных технологий дает экономию по факторам ресурсосбережения в различной степени. Следовательно, применение разных методов дает непостоянный по величине общий экономический эффект. Делать выбор метода, основываясь только на одном из факторов нецелесообразно, оценку необходимо проводить по основным факторам ресурсосбережения и принимать общее решение. При этом, принимая решение о применении экономичной технологии стоит учесть дальнейшую эксплуатацию изделия, а именно его надежность.

5. Для использования некоторых методов обработки требуется дополнительное оборудование на очистку отходов, стоимость которого в разы превышает стоимость основного оборудования. Этим оборудованием можно пренебречь, но тогда придется пожертвовать расходами на экологические ресурсы, или заменить метод обработки на более современный и экономичный.

исследования Для повышения качества ремонта немаловажным является применение прогрессивных технологий восстановления деталей. Применение отработанных технологий с одной стороны дает возможность экономии на осваивание новых технологий, при котором требуется переподготовка персонала, закупка нового оборудования, теоретическое и экспериментальное определение режимов обработки, все это требует затраты материальных, экономических, трудовых ресурсов, а также времени. С другой стороны внедрение новых технологий может привести к повышению качества выполняемых мероприятий, а также их освоение и отработка на конкретных условиях приведет к экономии различных видов ресурсов.

Устранение одних и тех же дефектов возможно разными методами, при этом каждый метод дает разную выгоду. Для выбора наиболее рационального метода необходима методика, которая позволит упростить работу технологов по выбору способа восстановления.

4.1 Разработка методики выбора технологических процессов с позиции ресурсосбережения для ремонта типовых деталей.

Выбор метода устранения дефекта является трудоемким процессом. Как правило, устранение дефекта не заканчивается одним методом. Для полного восстановления геометрии и характеристик поверхностного слоя детали необходим набор методов, следовательно, задача по выбору способов восстановления становится более трудоемкой. Так, например, одним выбором способа наплавки восстановить работоспособность детали невозможно, необходимо определиться с дальнейшими методами для придания детали необходимой геометрии. При этом, как указывалось ранее, выбор определенного способа наплавки приводит к выбору дальнейших методов обработки и может ограничиваться только финишными, а также требовать более грубой обработки.

Чтобы облегчить труд технолога, выбирающего метод восстановления, необходимо определить возможные варианты применения тех или иных технологий на примере некоторых видов ремонта, а также составить методику, которая позволит выбрать наиболее экономичный метод восстановления детали.

Во второй главе был составлен алгоритм анализа технологий, который позволяет выбрать ремонтные технологии.

количественный анализ и расчет себестоимости выбранной технологии.

Рассмотрим каждый этап детально.

Исходными данными для анализа являются детали с их техническими, эксплуатационными характеристиками и дефектами, а также технологии, из которых выбирается оптимальный вариант для восстановления.

Первым этапом в анализе является качественный анализ ремонтной технологичности и возможности восстановления эксплуатационных характеристик деталей, а также определение возможностей экономии при ремонте. Основная задача исследования на технологичность: выбор технических мероприятий, позволяющих сократить затраты на ремонт изделия без ущерба работоспособности.

Как и при производстве, необходимо оценить сложность конструкции детали, только, в отличие от этапа создания детали, при ремонте сложность оценивается с точки зрения возможности восстановления поверхностей.

Сложность формы детали является спорным вопросом и ограничивается только возможностями применяемых методов. Для одних методов конструкция детали может оказаться не технологичной, для других будет отвечать требованиям технологичности. При ремонте сложность конструкции детали больше не с точки зрения обеспечения геометрии поверхностей, а с точки зрения доступности этих поверхностей для обработки, так как геометрия этих поверхностей была уже получена ранее при производстве. В первую очередь при анализе необходимо определить возможность устранения дефектов, например, доступность изношенных поверхностей не только для механической обработки, но и для наплавки. При анализе ремонтной технологичности следует оценить, как и каким методом восстановить изношенную поверхность детали.

Восстановление рабочих характеристик должно быть обязательно обеспечено при выполнении ремонта. В процессе эксплуатации в детали происходит изменение её эксплуатационных характеристик (прочность, износостойкость, сопротивление коррозии, сопротивление усталости и др.).

Устранить все дефекты и восстановить первоначальные характеристики – первостепенная задача ремонта, так как накопленные дефекты снижают ресурс детали. Следовательно, анализируемые технологии должны обеспечить восстановление рабочих характеристик. С одной стороны восстановление рабочих характеристик это устранение накопленных напряжений, удаление усталостных дефектов, таких как трещины, а также удаление рисок и царапин. С другой стороны восстановление работоспособности деталей это наплавка и, следовательно, наплавленный металл крепко сцепляться с основным металлом не образуя пустот и не внося дополнительные напряжения.

соединениях. Тут следует оценить, каким из имеющихся методов целесообразнее восстановить работоспособность.

Как правило, взаимодействие деталей вызывает разного вида износы, что приводит к зазорам в соединениях, переносу материала с одной детали на другую, а также возникновению микротрещин, которые в дальнейшем развиваясь, приводят к разрушению детали.

Так как вид износа и его степень на деталях отличается, то и методы его устранения должны быть разными. В разных случаях целесообразнее применять определенные методы. В некоторых случаях целесообразнее на одной из изношенных деталях восстановить качество поверхности путем механической обработки, а другую заменить или также механически обработать и добавить в соединение третье звено, которое позволит восстановить посадку. В случае необходимости восстановления посадок между двумя дорогостоящими деталями принимая решение о применении той или иной технологии необходимо оценить степень износа, а также напряжения, которые возникают в деталях при эксплуатации. При незначительном износе, который не превышает величину наносимого износостойкого покрытия, достаточно выполнить нанесение покрытия. При увеличении степени износа необходимо оценить возможность применения наплавки, а также метода её выполнения, так как не все методы обеспечивают необходимое качество и возможно целесообразнее заменить одну из деталей на ремонтную.

Оценивая возможность восстановления посадок в соединениях необходимо оценить не только их обеспечение, но и восстановление эксплуатационных характеристик без внесения дополнительных напряжений.

Использование специальной оснастки как показателя для качественной оценки ремонтной технологичности оказывает влияние на потребление ресурсов.

Использование специальной оснастки на потребление ресурсов оказывает двойственное влияние. С одной стороны повышает производительность и, соответственно, сокращает время выполнения ремонта. С другой стороны специальную оснастку надо изготовить, то есть потратить на неё дополнительно различные ресурсы, а именно материальные, энергетические, трудовые и другие.

Одновременно с затратой дополнительных ресурсов специальная оснастка приведет к удорожанию и процесса ремонта, в котором она в дальнейшем будет использоваться.

Следовательно, использование специальной оснастки должно быть оправдано, для этого необходимо выявить все возможные моменты выполнения ремонта без оснастки, с использованием уже существующей оснастки применяемой в ремонте или при производстве. В случае, когда избежать производства специальной оснастки невозможно, необходимо при её проектировании оценить возможность использования её в дальнейшем в других видах ремонта и при ремонте других деталей. Также возможно использование «старой» оснастки, которая была после использования законсервирована и отправлена для хранения на склад. Старую оснастку при необходимости дорабатывают и используют повторно.

Специальная оснастка это не только приспособления, также это и специальный инструмент. Использование специального инструмента, также должно быть оправдано. Как правило, применение такого инструмента очень ограничено и применяется только при данном ремонте и дальнейшее использование инструмента не планируется. Соответственно стойкость инструмента должна быть такой, чтобы выполнить качественно обработку деталей и не иметь излишнего запаса, так как это оказывает влияние на затраты.

Таким образом, при анализе использования специальной оснастки при ремонте с точки зрения экономии необходимо стремиться к следующим моментам:

- избегать возможности использования узкоспециальной оснастки;

- применять ранее используемую в ремонте или производстве оснастку, при необходимости дорабатывая её;

- ресурс оснастки должен быть необходимым и достаточным;

- использующиеся в оснастке специальные элементы должны быть заменяемыми;

- проектирование новой оснастки должно оценивать возможность её дальнейшего использования.

Следующим пунктом анализа является возможность использования групповых технологических процессов. Ремонт деталей, также как и обработка по групповым технологическим процессам, позволяет экономить ресурсы. Среди деталей авиационных двигателей встречаются детали похожей конструкции. При выполнении ремонта на каждую из деталей приходится составлять свой технологический процесс, это требует затраты времени и трудовых ресурсов.

Использование групповых технологических процессов позволяет повысить производительность труда и снизить себестоимость продукции за счет применения наиболее прогрессивного технологического оборудования, процесса производства в целом и оснастки. При этом сокращаются число разнообразных технологических маршрутов, трудоемкость и длительность технологической подготовки производства.

Имея информацию о деталях с дефектами, при анализе на возможность использования групповых технологических процессов, детали объединяют в группы. Составляется примерный маршрут и принимается решение о возможности использования групповых технологически процессов.

экономичной технологии, то после анализа выбранных деталей и методов их ремонта, делают вывод о том какие из анализируемых методов подходят для восстановления деталей, а именно какие из методов отвечают поставленным требованиям технологичности.

На основании вышеизложенного можно составить алгоритм отбора технологий на основе качественного анализа технологичности (Рисунок 4.2).

Данный алгоритм позволяет теоретически, на основании имеющихся данных о возможностях анализируемых методов, определить возможность применения выбираемого метода.

Также алгоритм теоретически позволяет оценить итог применения анализируемого метода, а именно такие результаты, как качество выполнения ремонта, вероятность возникновения дефектов и получения необходимых эксплуатационных характеристик. Также определяются возможности экономии данным методом, так, например, при использовании специальной оснастки анализируется возможность использования имеющейся оснастки и использования её в дальнейшем, а также определяется возможность объединения ремонтируемых деталей в группы и восстановление их работоспособности имеющимся методом.

Использование алгоритма качественного анализа имеющихся технологий позволит выбрать из анализируемых методов наиболее подходящий, а также отсеять часть методов использование, которых не даст необходимых результатов.

Отсеивание методов на теоретическом этапе, позволит упростить задачу при количественной оценке данных методов. В результате теоретического анализа выбираются методы позволяющие восстанавливать детали с требуемыми эксплуатационными параметрами, а также с определением возможностей экономии некоторых видов ресурсов.

Рисунок 4.2 – Алгоритм отбора технологий на основе качественного анализа Технологии, отобранные на предыдущем этапе, анализируют на следующем этапе, где выполняется количественный анализ. Определяют комплексный показатель технологичности с учетом ряда количественных показателей технологичности. Ранее рассмотрено определение комплексного показателя технологичности по формуле:

технологичности.

Рассмотрим основные составляющие коэффициента технологичности, которые необходимо учитывать при анализе ремонтной технологичности.

Одним из первых показателей, который рассматривают при производстве коэффициент использования материала при ремонте. Его оценивают при выборе использования материала при восстановлении:

документации.

обрабатываемого материала, которые влияют на трудоемкость последующей механической обработки.

Коэффициент обрабатываемости материала зависит от марки материала.

Коэффициент обрабатываемости материала основных групп сталей и сплавов, применяемых для деталей ГТД представлен в таблице 4.1. [92] Таблица 4.1 – Классификация основных групп сталей и сплавов для деталей ГТД Марка сталей и 34ХНМ3Ф 20Х3МВФ 11Х11Н2ВМФ 1Х12Н2ВМФ 10Х23Н 20Х23Н 12Х21Н5Т 09Х15Н9Ю 10Х11Н20Т3МР 37Х12Н8Г8МФБ Продолжение таблицы 4. 10Х11Н20Т3МР 37Х12Н8Г8МФБ 15Х18Н12С4ТЮР 07Х21Г7АН ХН77ТЮР ХН56ВМТЮ ХН67ВМТЮ ХН70ВМТЮ ХН60МВТЮ ХН82ТЮМБ ЖС3-ДК, ХН67ВМТЮЛ ВТ1-0, ВТ1, ВТ1-1, ВТ1- Продолжение таблицы 4. ХН56ВМТЮ ХН67ВМТЮ ХН70ВМТЮ ХН60МВТЮ ХН82ТЮМБ ХН67ВМТЮЛ ВТ1-0, ВТ1, ВТ1-1, ВТ1- 28Х3СНМВФА 30Х2ГСН2ВМ 33Х3СНМВФА 38Х3СНМВФА 42Х2ГСНМ 43Х3СНМВФА коэффициент позволяет оценить сложность детали с точки зрения сложности выполнения процесса ремонта. Коэффициент технологической сложности определяется по формуле:

где - число обрабатываемых элементов и поверхностей детали при ремонте;

об.пр. - число обрабатываемых элементов и поверхностей детали при производстве.

Данный коэффициент позволяет оценить целесообразность ремонта по отношению к производству восстанавливаемых деталей. Получаем, что чем меньше восстанавливаемых поверхностей, тем целесообразнее проведение мероприятий ремонта. При подсчете поверхностей подвергающихся обработке при производстве необходимо учесть все поверхности, к которым применяется восстановлению при ремонте учитываются только те поверхности, которые требуют полного восстановления или обработки. В случае устранения рисок и царапин на поверхностях путем местного зачищения эти поверхности не следует учитывать при подсчете.

обработки детали и определяется по формуле:

допуск на размер обрабатываемой поверхности.

формуле:

восстанавливаемой поверхности.

ремонтного чертежа, то есть та шероховатость, которую необходимо обеспечить в ходе выполнения операций ремонта. Шероховатость восстанавливаемой поверхности принимается в зависимости от способов восстановления поверхности. Если поверхность не требует восстановления и необходимо только восстановить её шероховатость, то есть убрать риски, царапины и надиры, то за шероховатость восстанавливаемой поверхности принимается шероховатость дефектной поверхности. При восстановлении поверхности наплавкой или напылением за шероховатость восстанавливаемой поверхности принимается шероховатость после наплавки или напыления.

трудоемкость восстановления. Трудоемкость является одним из основных показателей, которые позволяют выполнить сравнение анализируемых методов ремонта и выбрать из них наиболее производительный. Снижение трудоемкости это важнейший показатель, характеризующий повышение производительности.

Оценивая трудоемкость методов необходимо оценить не только сам метод, также необходимо оценивать и методы, которые необходимо применять после данного метода для полного восстановления деталей и их конструктивных элементов. Это позволит сделать полную оценку о производительности методов.

Согласно рекомендациям [85] определение норм времени производится в следующей последовательности:

8. Анализируется и корректируется в соответствии с конкретными условиями разработанный технологический процесс нормируемой операции.

9. Для каждого перехода в соответствии с нормативами и паспортными данными станка устанавливаются наивыгоднейший режим работы оборудования, экономичность обработки.

рассчитывается основное (технологическое) время для каждого перехода.

Для каждого перехода устанавливается содержание вспомогательной работы и определяется по нормативам времени её продолжительность с учетом целесообразных совмещений и перекрытий.

По нормативам в зависимости от вида обработки и группы станков определяется время на обслуживание рабочего места, отдых и естественные надобности.

Определяется норма штучного времени.

В зависимости от условий выполнения работы устанавливается содержание подготовительно-заключительной работы и по нормативам определяется норма подготовительно-заключительного времени.

Руководствуясь вышеуказанными рекомендациями по последовательности действий для определения норм времени на выполнение операции, для выполнения сравнительного анализа методов ремонта по трудоемкости, определим необходимый набор и последовательность действий.

Время выполнения операции зависит от применяемого метода, а точнее от режимов обработки, которые зависят от требуемого качества получения поверхности и возможностей метода. Основными параметрами, влияющими на производительность различных методов механической (восстановительной) обработки, является глубина и подача срезаемого материала (толщина и ширина наплавленного материала), а также скорость резания (наплавки) материала.

Режимы механической обработки назначаются по справочным данным в зависимости от необходимого качества получения поверхности, а также от применяемого оборудования и инструмента. [86], [87], [88] Режимы наплавки назначаются согласно рекомендациям [89], [90]. В назначенным режимам требуемого качества наплавки не удается. Связано это с недостатком информации по применению методов наплавки в конкретных условиях и для конкретных материалов. В этом случае режимы наплавки назначаются по родственным материалам и условиям, и производится наплавка на экспериментальных образцах.

Для оценки трудоемкости методов наплавки необходимо оценить набор методов механической обработки, для которых определяется трудоемкость.

Общая трудоемкость методов наплавки и необходимой механической обработки позволит дать объективную оценку производительности методов наплавки.

Рекомендации по определению трудоемкости приведены в справочнике [85]. По режимам обработки рассчитывается основное время для каждого метода.

непосредственно на обработку, то есть на изменение формы, размеров и качества поверхностей обрабатываемой детали.

Основное время в зависимости от вида обработки определяется по формулам:

инструмента или детали, мм/мин; - частота вращения шпинделя в минуту; подача резца за один оборот шпинделя, мм/об; - число проходов; h – припуск на обработку, мм; t – глубина резания, мм.

По назначенным режимам для разных видов обработки глубине, подаче, (толщине, ширине) скорости и количестве проходов определяется основное время.

Помимо основного времени на величину трудоемкости влияют другие Вспомогательное время определяется согласно установленным нормативам, которые приводятся в справочниках нормирования работ. Нормативами вспомогательного времени на установку и снятие детали предусмотрены наиболее распространенные типовые способы установки, выверки и крепления деталей в универсальных приспособлениях или непосредственно на столе станка.

В качестве главных факторов, влияющих на продолжительность установки и снятия детали, приняты: масса детали, длина детали (для отдельных случаев установки), способ установки (вручную или краном), тип приспособления, способ крепления, характер и точность выверки.

вспомогательного времени заключается в определении и суммировании: времени на выполнение комплекса приемов, связанных с установкой и снятием детали;

времени на выполнение комплекса приемов, связанных с установкой и снятием детали; времени на выполнение приемов, не вошедшие в комплексы «Изменение режима работы станка» и «Смена инструмента»; времени на выполнение контрольных измерений. [85] Еще одна составляющая штучно калькуляционного времени это время на обслуживание рабочего места, отдых и естественные надобности. Согласно рекомендациям справочника время обслуживания рабочего места предусматривает выполнение следующей работы:

1. По техническому обслуживанию рабочего места:

- смену затупившегося инструмента или оправку шлифовального круга;

- регулировку и подналадку станка в процессе работы;

- заправку инструмента оселком;

- сметание стружки в процессе работы.

2. По организационному обслуживанию рабочего места:

- осмотр и опробование оборудования;

- раскладку инструмента в начале смены и уборка ео по окончании смены;

- получение инструктажа от мастера в течение смены;

- смазку и очистку станка в течение смены;

- уборку станка и рабочего места по окончании смены.

Время на обслуживание рабочего места, отдых и естественные надобности определяется по нормативам в процентах от оперативного времени и рассчитывается по формуле:

где - оперативное время, которое складывается из основного и рабочего места, перерыв на отдых и естественные надобности в процентах от оперативного времени.

Трудоёмкость определяется штучным временем, которое определяется как сумма его составляющих по формуле:

обслуживания рабочего места; - время на личные потребности.

времени, определяется трудоемкость методов ремонта. При определении трудоемкости некоторых методов не следует забывать о том, что применение одних методов, влечет за собой необходимость применения набора других. Этот набор может быть разнообразным и как следствие трудоемкость методов, также для разных методов будет разнообразна. Так, например, применение наплавки требует применения в дальнейшем механической обработки.

На основе вышеизложенного можно составить план по определению трудоемкости сравниваемых методов ремонта:

1. Имея набор анализируемых методов, необходимо определить набор дополнительных мероприятий для каждого метода, которые будут проводиться для восстановления геометрии и качества ремонтируемых поверхностей.

2. Для каждого из основных методов и методов определяющих полное восстановление поверхностей определяются и назначаются режимы обработки, при которых достигается производительность и экономичность обработки.

3. На основании установленных режимов обработки рассчитывается основное время, а также по нормативам определяются остальные составляющие штучно-калькуляционного времени.

составляющих.

5. Выполняется сравнение трудоемкостей основных анализируемых методов, на основании чего делаются выводы о производительности методов ремонта.

6. Наиболее производительный из анализируемых методов принимается за формуле:

базовый, мин.

Таким образом, получаем ряд коэффициентов трудоемкости, один из которых будет равен единице (коэффициент метода принятого за базовый), остальные будут меньше единицы, при этом чем значение ближе к единице тем метод производительнее.

С учетом всех рассмотренных коэффициентов, выражение для расчета комплексного показателя технологичности примет вид:

унификации элементов, конструктивной сложности, точности и шероховатости поверхности детали, соответственно.

В таблице 4.2 представлены значения весовых коэффициентов частных показателей технологичности, которые рассчитаны автором методом иерархий.

[94] Таблица 4.2 – Весовые коэффициенты показателей технологичности сравниваются для разных методов восстановления, целесообразно применять метод, показатель технологичности для которого выше. Основное влияние на выбор восстановительных технологий оказывает влияние коэффициент использования материала, так как выбор способа восстановления определяет расход материала. А показатель конструктивной сложности показывает производством той же детали с последующей её заменой.

Заключительным этапом выбора технологий является анализ и сравнение Себестоимость является важнейшим количественным показателем, поскольку отражает эффективность использования ресурсов при производстве, а также ремонте изделий.

В технологическую себестоимость входят следующие затраты:

- на сырье, материалы, топливо, энергию;

- технологические нужды;

- заработную плату производственных рабочих с начислениями;

- технологическое обслуживание, ремонт и амортизацию оборудования, обтирочных материалов.

Себестоимость методов ремонта деталей определяется как сумма всех затрат:

где Мо – стоимость материалов; Эт – стоимость технологической энергии; Ро – расходы на эксплуатацию оборудования; Зр – заработная плата.

При ремонте происходит восстановление покрытий, а также поверхностей деталей. Для этого необходимы материалы, которые учитываются при расчете себестоимости ремонта. Для расчета себестоимости необходимо определить объем, а затем и массу израсходованных материалов на восстановление поверхностей деталей. Стоимость материалов определяется по формуле:

- масса израсходованных материалов; Цм – стоимость единицы материала.

где определяются по выражению:

где М - установленная мощность, кВт; Цэ - цена электроэнергии за 1 кВт ч; Кмв коэффициент использования электроэнергии по мощности и времени; Т трудоемкость выполнения операции.

При сдельно премиальной форме оплаты труда базой заработной платы является тарифная часть Зр :

где ТС - тарифная ставка по j-му разряду; Т - трудоемкость детали.

Затраты на оборудование определяются по формуле:

где Са - амортизационные отчисления; Сро - затраты на ремонт и обслуживание;

Сп - расходы на оснастку.

Амортизационные отчисления на оборудование определяются по формуле:

где Н - годовая норма амортизации (для укрупненный расчетов принимают Н = 0,1); Фд - действительный фонд времени работы оборудования:

где Тг - число рабочих дней в году (250 дней); С - число смен; Д - длительность смены (8 часов); Кр - коэффициент потерь времени на ремонт и обслуживание.

Затраты на амортизационные отчисления имеют значительный вес в технологической себестоимости. Это определяется высокими ценами на оборудование и капитальных вложений на оборудование.

Затраты на обслуживание и ремонт:

где Кр - коэффициент, определяющий затраты на ремонт и обслуживание в зависимости от цены оборудования Цоб, Кр = 0,05 … 0,1 для учета затрат на обслуживание и текущие ремонты.

Затраты на оснастку можно определить по формуле:

где Кр - коэффициент, учитывающий ежегодные затраты на ремонт (Кр = 1,1 … 1,2); Ка - норма амортизации, зависящая от срока службы приспособления, с использования приспособления к действительному фонду времени Фд работы использования приспособления, равен отношения фактического времени оборудования.

Данная методика позволяет отработать детали на технологичность путем качественной и количественной оценки технологичности, а также на основании этой оценки выбрать производительный и экономичный метод обработки. В итоге, выполнив анализ по методике, получаем технологию, которая позволяет восстанавливать работоспособность деталей качественно и с наименьшими затратами ресурсов.

4.2 Экономическое обоснование результатов исследования Целью данной научной работы было определение путей экономии ресурсов на этапе проведения восстановительного ремонта газотурбинных двигателей. Как правило, выбор метода ремонта приводит к снижению расхода одних ресурсов, в тоже время, увеличивая расход других. Экономическая целесообразность принятия решения по выбору метода ремонта должна основываться на одном из принципов:

- снижение себестоимости методов ремонта без ущерба эксплуатационной надежности изделия;

- повышение качества ремонта и как следствие экономия при эксплуатации или последующих ремонтных мероприятиях;

- одновременное снижение расходов при ремонте и повышение качества ремонта.

Для достижения этих принципов при выборе метода ремонта была составлена методика, в которой рассматриваются основные вопросы, позволяющие определить возможности экономии анализируемых методов.

Данная методика позволит инженеру, назначающему методы ремонта, выбрать оптимальный метод ремонта, сделав акцент на основные вопросы, которые требуется учесть при выборе метода. Таким образом, сократить время на проектирование технологических процессов ремонта и как следствие сократить трудовые затраты.

По разработанной методике был выполнен анализ двух видов ремонта:

восстановительная наплавка поверхностей и осаждение износостойких покрытий.

Оценка себестоимости, которая является одним из этапов анализа методов, позволяет определить экономию от замены применяемых методов на альтернативные.

Оценка себестоимости методов наплавки позволяет оценить затраты от использования анализируемых методов. Экономические затраты представлены в таблице 4.3.

Таблица 4.3 – Экономические затраты методов наплавки Методы наплавки При анализе данных представленных в таблице, в частности по суммарной себестоимости, можно сделать вывод, что применение современных технологий требует дополнительных затрат. Связаны эти затраты с вложениями в оборудование, которое является более дорогостоящим по сравнению с применяемыми методами. Так затраты на оборудование приходящиеся на одну ремонтируемую деталь при лазерной наплавке в 3 раза превышают затраты при плазменной и в 17 раз при аргонодуговой наплавке, что приводит к увеличению суммарных затрат почти в два раза.

По другим видам затрат по своим преимуществам методы выстраиваются в обратной последовательности. Так по стоимости наплавляемых материалов экономичнее оказывается лазерная наплавка, затраты на материал при которой в 1,5 меньше чем при аргонодуговой наплавке. Так как для наплавки применяются одни и те же материала, то стоимость материалов складывается только из их расхода. Так для аргонодуговой наплавки необходимо наплавить большее количество материла, что и приводит к её удорожанию.

Следующей частью расходов является затраты на электроэнергию, где наиболее экономичным являются также современные методы. Современные методы по затратам на электроэнергию получают преимущества, за счет производительности методов, что приводит к сокращению времени обработки. За счет всего этого затраты на электроэнергию более современных методов (лазерной и плазменной наплавок) в два раза меньше аргонодуговой наплавки.

Заработная плата основных рабочих, выполняющих ремонт по данным методам, тоже различна и зависит от времени выполнения операции. И так как время выполнения аргонодуговой наплавки в 1,5 раза превышает время лазерной и плазменной, то и заработная плата рабочих превышает в 1,5 раза.

Таким образом, получаем, что за исключением затрат на амортизацию и ремонт оборудования, основное преимущество имеет лазерная наплавка, которая позволяет экономить больше, немного ей уступает плазменная наплавка. Однако за счет более дорогого оборудования лазерная наплавка проигрывает другим анализируемым методам, что приводит к выводу об отказе в использовании данного метода. Получаем, что по суммарным затратам плазменная и аргонодуговая наплавка примерно равны, а за счет затрат за исключением оборудования преимущество имеет плазменная наплавка.

Как отмечалось, для экономического обоснования метода необходимо выполнение хотя бы одного из двух условий (снижение себестоимости методов ремонта; повышение качества ремонта). Оба из условий приводят к снижению затрат, но на разных стадиях, первое непосредственно влияет на текущий этап ремонте, второе на последующие этапы эксплуатации и ремонта. При плазменной наплавке меньше прогревается основной материал детали, что приводит к меньшим напряжениям и соответственно повышению качества ремонта, еще одним качественным преимуществом плазменной наплавки является повышение прочности сцепления. Следовательно, альтернативной заменой аргонодуговой наплавке является плазменная, которая по общей себестоимости меньше, чем при аргонодуговой, но имеет еще и преимущества по другим экономическим показателям, а также по качеству ремонта.

Таким образом, наиболее экономичным из анализируемых методов наплавки является плазменная. Её выбор не приведет к удорожанию технологического процесса ремонта, а даже позволит сэкономить ряд ресурсов и сократить время проведения ремонта.

Экономические затраты методов осаждения покрытий представлены в таблице 4.4.

Экономические показатели методов осаждения показывают, что наиболее экономичным по общим затратам является гальванический метод. Однако при расчетах не учитывалось, что для нанесения гальванических покрытий необходимо дополнительное оборудование по очистке сточных вод. При увеличении стоимости оборудования увеличиваются и затраты на оборудование, что приблизит затраты на гальваническое оборудование к затратам на плазменное.

Таблица 4.4 – Экономические затраты методов осаждения покрытий осаждения По другим экономическим показателям гальваническое осаждение уступает плазменному в несколько раз, за счет продолжительности выполнения операций, что приводит к увеличению стоимости ремонта.

Таким образом, получаем, что правильная организация гальванических производств, приводит к удорожанию мероприятий ремонта. В то же время гальванические производства оказывают вред на здоровье работающих людей, что приводит к увеличению расходов на заработную плату.

4.2 Выводы по главе 4.

Разработанная методика по выбору методов восстановления деталей газотурбинных двигателей основана на качественном и количественном анализе технологичности анализируемых деталей и методов их восстановления. Анализ по данной методике позволяет выбрать экономичный метод, который позволит не только сэкономить ресурсы, но и качественно устранить дефекты и восстановить рабочие характеристики детали.

Результаты анализа и расчета по разработанной методике, позволяют сделать вывод об эффективности использования комплексного показателя технологичности, в состав которого входят частные показатели, по которым оценивается целесообразность применения какого-либо способа восстановления деталей на основании его производительности, необходимой точности детали и обеспечиваемой методом, необходимого качества поверхности детали и обеспечиваемой методом, а также технологической сложности детали.

комплексного показателя можно выделить основные (коэффициент обрабатываемости материала, использования материала и трудоемкости ремонта), а также вспомогательные (коэффициент конструктивной сложности, точности и шероховатости), которые характеризуют сложность восстановления детали и объем работ по восстановлению.

Заключение 1. Применение современных методов изготовления деталей, позволяющих повысить надежность изделий и увеличить срок службы изделий, не приводит к исключению мероприятия ремонта. Как правило, при наработке двигателем определенного количества часов производятся плановые мероприятия ремонта.

Для восстановления работоспособного состояния деталей, а также для повышения качества ремонта необходимо осуществить выбор способа ремонта однако отсутствуют общепризнанные методики определения способа ремонта с учетом показателей качества ремонта и экономической целесообразности.

2. Результаты исследования позволили установить, что при выполнении ремонта целесообразно использовать групповые технологические процессы, что снижает расход материальных ресурсов и трудовые затраты.

3. На экономию ресурсов при осуществлении ремонта оказывает влияние выбор технологии ремонта, для чего необходимо исследовать восстанавливаемую деталь на технологичность. При анализе ремонтируемых деталей автором был сформирован список качественных и количественных показателей ремонтной технологичности, которые необходимо учитывать при анализе деталей.

Количественные показатели технологичности легли в основу обобщенного критерия технологичности, который учитывает технологическую сложность детали, точность и качество обработки поверхностей, использование материала для восстановления, обрабатываемость материала, а также трудоемкость восстановления.

4. Для выбора оптимального способа ремонта разработана методика, где основными критериями оценки являются показатели технологичности, трудоемкость, себестоимость и обеспечение эксплуатационных свойств деталей с учетом дефектов их поверхностей.

5. Рекомендованные на основании предлагаемой методики методы восстановления работоспособности деталей обеспечивают прочность сцепления материала покрытий поверхностей с основным материалом более двух раз, а также снижают вредное воздействие на работающих при себестоимости ремонта не превышающей действующие на производстве.

6. Анализ результатов расчетов по предложенной методике для ремонта конкретной детали показал, что при ремонте основное влияние на себестоимость оказывает стоимость израсходованных материалов и используемого оборудования. Так при ремонте диска одиннадцатой ступени компрессора высокого давления при аргонодуговой наплавке одной и той же поверхности стоимость материала 370 рублей, при плазменной наплавке 281 рубль, а при лазерной наплавке 240 рублей. При наплавке амортизационные отчисления на оборудование 72, 216 и 725 рублей соответственно. С учетом этих затрат, а также других показателей себестоимости целесообразно применять плазменную наплавку, несмотря на более высокую стоимость используемого оборудования.

7. Анализ экономических затрат на ремонт показал, что при определении себестоимости следует также учитывать стоимость последующей механической обработки, которая для разных методов наплавки может значительно отличаться.