Министерство общего и профессионального образования

Российской Федерации

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ

ЛЕСОТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ

РЕМОНТ МАШИН И ОБОРУДОВАНИЯ

ЛЕСОЗАГОТОВИТЕЛЬНОЙ

ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Методические указания

по выполнению курсового проекта для студентов специальности 150405 и курсовой работы для студентов специальности 190603

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2006 1 Рассмотрены и рекомендованы к изданию методической комиссией лесомеханического факультета Санкт-Петербургской лесотехнической академии 2001 г.

С о с т а в и т е л и:

доктор технических наук, профессор В.В. Балихин, старший преподаватель Н.Ю. Иванов.

Ответственный редактор доктор технических наук, профессор В.В. Балихин Р е ц е н з е н т ы:

кандидат технических наук, доцент О.М. Ведерников (ЛТА) Издание данных методических указаний обусловлено отсутствием специальной литературы, необходимой для выполнения курсового проекта (курсовой работы) по дисциплине "Ремонт машин и оборудования лесозаготовительного промышленности", предназначено для студентов лесомеханического факультета, обучающихся по специальностям 150405 и 190603.

Указания в полном объеме содержат справочные данные и примеры расчетов наиболее важных разделов курсового проекта (курсовой работы)..

Темплан 2006 г. Изд. №

ВВЕДЕНИЕ

Одним из важных этапов обучения студентов является выполнение курсового проекта. Учебным планом подготовки инженеров по машинам и механизмам лесной промышленности и лесного хозяйства предусматривается выполнение студентами курсового проекта по дисциплине “Ремонт машин и оборудования лесозаготовительной промышленности”.

Работа над курсовым проектом приучает студентов к самостоятельному решению конкретных вопросов основных разделов курса, подготавливает к выполнению дипломного проекта и дальнейшей практической работе по специальности.

Выполнение курсового проекта позволит студентам овладеть навыками самостоятельной разработки вопросов проектирования и организации баз ремонтного обслуживания; разработки карт технологического процесса ремонта и восстановления изношенных деталей; проектирования конструкций технологических установок и стендов, технологической оснастки, облегчающих ремонт и обслуживание машин.

Одновременно эта работа способствует закреплению знаний, полученных при изучении различных дисциплин, приучает студентов пользоваться ГОСТами, табличными данными, справочной литературой, номограммами, типовыми проектами.

Курсовой проект или курсовая работа выполняется под руководством преподавателя, выделяемого кафедрой. Выполненный курсовой проект проверяется и рецензируется непосредственно руководителем.

Проект с замечаниями руководителя возвращается студенту для устранения недостатков и подготовки его к защите.

Защиту курсового проекта принимает комиссия, состоящая из руководителя проекта и лиц, выделенных из состава кафедры, в присутствии студентов учебной группы. Защита состоит из короткого доклада студента по основным моментам проекта и ответов на вопросы, поставленные членами комиссии.

После защиты курсовой проект сохраняется на кафедре в течение года и им можно воспользоваться, если потребуется, при выполнении дипломного проекта.

1. ЗАДАНИЕ И ТЕМАТИКА КУРСОВОГО ПРОЕКТА

1.1. Задание на проект В соответствии с учебным планом по дисциплине “Ремонт машин и оборудования лесозаготовительной промышленности” для специальности 150405 лесомеханического факультета предусмотрено выполнение курсового проекта, а для студентов по специальности 190603 – курсовой работы.

Каждый студент получает в индивидуальном порядке у руководителя задание на проектирование. Задание выдается на специальном бланке и содержит исходные данные проекта (деталь, номер дефекта, величину износа, годовое количество ремонтируемых деталей и др.).

Руководитель проводит консультации по содержанию проекта (работы), а также дает список рекомендуемой технической и справочной литературы.

В процессе выполнения курсового проекта (работы) студенты могут обращаться за письменной или устной консультацией к руководителю по всем возникающим вопросам. Существенную помощь в разработке проекта (работы) может оказать посещение хорошо организованных предприятий (РМЗ, РММ), где можно ознакомиться с передовыми методами технического и ремонтного обслуживания машин. Выполнение проекта не ставит целью решение всех вопросов, встречающихся при проектировании (строительных, организационных, технических, технологических, экономических и др.).

Частичному решению подлежат только технологические и специальные вопросы, изложенные в задании на проектирование.

1.2. Объем и оформление проекта (работы) В состав курсового проекта (работы) входят:

а) расчетно-пояснительная записка;

б) чертежи.

Расчетно-пояснительная записка должна быть написана чернилами или набрана на ПК, сброшюрована, иметь титульный лист, объем примерно 25-35 страниц, содержать необходимые расчеты, схемы, таблицы, страницы должны быть пронумерованы. Записка должна дать полное представление о разработанном технологическом процессе ремонта и о спроектированном приспособлении, необходимо дать обоснованные решения или расчеты по выбору тех или иных вариантов процесса ремонта. Пример титульного листа расчетно-пояснительной записки помещен в приложении (прил. 1), текст на нем выполняется чертежным шрифтом. В конце пояснительной записки следует поместить список использованной литературы и оглавление с указанием номеров страниц. Чертежи проекта выполняются в карандаше на трех листах формата 24, а для курсовой работы - на двух листах.

При выполнении графических работ необходимо соблюдать правила машиностроительного черчения и требования соответствующих ГОСТов (надписи, штампы, постановка размеров, обработка, допуски и посадки, разрезы и др.) и ЕСКД. Обозначение шероховатости обработки поверхности деталей производится с полным соблюдением ГОСТ 2789-98, при вычерчивании изношенных поверхностей деталей необходимо пользоваться ГОСТ 2.604-98 “Чертежи ремонтные”.

Листы графического материала должны иметь следующее примерное содержание:

1. Эскиз детали (ремонтный чертеж), порядок разборки (сборки) детали из узла, маршрутно-операционная карта технологии ремонта и восстановления детали, планировка участка (рабочего места) – 2. Общий вид приспособления – 1 лист, 3. Чертежи узлов и деталей приспособления – 1 лист.

При выполнении курсовой работы третий лист графического материала не делается.

Технологический процесс ремонта и восстановления изношенной детали выполняется согласно ГОСТам единой системы технологической документации (ЕСТД).

Все документы помещаются в конце соответствующего раздела расчетно-пояснительной записки и являются обобщением проведенных расчетов.

Окончательно оформленную записку и чертежи подписывает студент, выполнивший данную работу.

При выполнении курсового проекта (работы) необходимо руководствоваться учебниками, материалами лекций, сведениями, полученными на производстве, ГОСТами, каталогами и настоящими методическими указаниями.

Ниже приводится список рекомендуемой литературы:

1. Балихин В. В., Быков В. В., Иванов Н. Ю. Технология ремонта машин и оборудования: Учебник для вузов. СПб.: СПбГЛТА, 2006. 524 с.

2. Балихин В. В. и др. Ремонт и техническая эксплуатация лесохозяйственного оборудования: Учебник для вузов. Л.: Агропромиздат, 1989. 311.

3. Драгунович В. И., Гончаров В.С. Ремонт машин и механизмов лесной промышленности: Учебник для техникумов. 2-е изд., перераб. и доп.

М.: Лесн. пром-сть, 1986. 296 с.

4. Балихин В. В., Марков А. Н., Иванов Н.Ю. Ремонт машин и оборудования лесозаготовительной промышленности. Методические указания по выполнению курсового проекта для студентов специальности 651600 и курсовой работы для студентов специальности 653300. СПб.: ЛТА, 2001.

68 с.

5. Балихин В.В. Выбор рационального маршрута восстановления деталей лесных машин: Лекции по курсу “Ремонт лесозаготовительного оборудования”. СПб., 1991.

6. Бабусенко С.М. Проектирование ремонтно-обслуживающих предприятий. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Агропромиздат, 1990. 352 с.

7. Дехтеринский Л. В., Есенберлин Р. Е., Акмаев К. Х. и др.; Капитальный ремонт автомобилей: Справочник. М.: Транспорт, 1989. 335 с.

8. Положение о техническом обслуживании и ремонте лесозаготовительного оборудования. М., 1991.

9. Балихин В. В., Марков А. Н. Производственно-техническая инфраструктура сервисного обслуживания изделий. Проектирование производственных участков ремонтных предприятий. Выбор оборудования и технологическая планировка: Методические указания к выполнению курсового проекта. С-Пб.: С-ПбЛТА, 2005. 68 с.

10. Чернин И.М., Кузьмин А.В., Ицкович Г.М. Расчеты деталей машин.

Минск: Вышэйшая школа, 1974. 592 с.

2. СОДЕРЖАНИЕ РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ

КУРСОВОГО ПРОЕКТА (РАБОТЫ)

Расчетно-пояснительная записка включает:

1. Задание на курсовое проектирование (курсовую работу).

2. Аннотация (краткое содержание выполненного курсового проекта или курсовой работы).

3. Оглавление записки.

4. Основные конструктивно-технологические особенности детали (краткая характеристика детали и условия ее работы).

5. Карта дефектации детали.

6. Технические условия на сборку (разборку) детали из узла (агрегата), в который она входит.

7. Выбор рационального способа ремонта или восстановления детали.

8. Проектирование технологического процесса ремонта или восстановления детали. Составление маршрутно-операционной карты.

9. Разработка конструкции приспособления.

10.Условный экономический эффект от внедрения приспособления.

11.Планировка участка или рабочего места.

12.Заключение.

13.Список использованной литературы.

Оглавление записки составляется с указанием параграфов и номеров страниц. Список использованной литературы помешается в конце записки с указанием фамилии и инициалов автора, заглавия книги, места издания, названия издательства, года выпуска и количества страниц в книге.

Сущность разделов расчетно-пояснительной записки изложена дальше.

3. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАЗДЕЛОВ

КУРСОВОГО ПРОЕКТА (РАБОТЫ)

Методические указания по разработке курсового проекта (работы) построены применительно к расчетно-пояснительной записке.

Разработку курсового проекта (работы) рекомендуется проводить в такой же последовательности, как при рассмотрении содержания расчетнопояснительной записки.

3.1. Основные конструктивно-технологические В данном разделе курсового проекта необходимо дать технологическую характеристику детали (материал, форма детали, твердость, вид термообработки, испытываемые нагрузки (знакопеременные, статические), скорость скольжения, наличие смазочного материала, возможность попадания абразива или влаги, в каком сопряжении, узле установлена деталь и т.д.

Далее приводится эскиз детали (ремонтный чертеж) (рис. 3.1), карта дефектации (рис. 3.2) и карта на сборку (разборку) детали в узел (агрегат) (рис.3.3).

3.2. Выбор рационального технологического процесса ремонта Выбор рационального технологического процесса будет проводиться по двум критериям:

а ) критерию применимости, который позволяет из существующих способов устранения дефекта выбрать те, которые наилучшим способом соответствуют данной детали : К пр.

б ) коэффициенту восстановления ресурса, отражающему принятую технологию и характеризующему качество восстановления : К р.

Критерий применимости описывается функцией где Мд – материал детали;

Фд – форма восстанавливаемой поверхности детали;

Дд – диаметр восстанавливаемой поверхности детали;

Ид – величина износа детали;

Нд – величина и характер воспринимаемой деталью нагрузки;

ТОд – сумма технологических особенностей способа.

Для выбора способа восстановления воспользуемся разработанной методикой по оценке применимости способов, которые сведены в табл. 3.1.

Руководствуясь данными табл. 3.1, определяем, какие указанные способы могут подойти по материалу детали. Следующий этап выбора – по форме восстанавливаемой поверхности, по нагрузке испытываемой деталью. При выборе способа по толщине наносимого покрытия необходимо учитывать, кроме износа, припуск на механическую обработку, поэтому толщина наносимого металлопокрытия определяется как:

где u – износ на сторону, мм;

а – припуск на механическую обработку.

Минимальный припуск на механическую обработку составляет для наплавки под флюсом – 2,15 мм, для других видов наплавок (кроме электро-контактной наплавки) – 2,35 мм, для элетролитических способов нанесения покрытий, всех видов напыления, а также электроконтактной наплавки и электромеханической обработки – 0,25 мм.

Коэффициент восстановления ресурса в общем виде выглядит следующим образом:

где kи – коэффициент износостойкости;

kв – коэффициент выносливости;

kсц – коэффициент сцепляемости ( kсц с. 29 [5] ).

Коэффициент восстановления ресурса является отражением принятой технологии и в аддитивной форме характеризует качество восстановления.

При написании курсового проекта (курсовой работы) производят сравнение коэффициентов сцепляемости, износостойкости, выносливости и восстановления ресурса (см. табл. 3.2) не менее чем для двух-трех способов восстановления заданной детали.

Рациональным считается тот, у которого больше значения коэффициентов.

Позиция Установка гусеничных лент 55-35сб-2-А2 и 55-35сб-3-А2.

1. Развернуть бухту гусеничной ленты 55-35сб-2-А2 беговой дорожкой вверх от колонки стенда вперед вдоль движения трактора, зацепив последний трак нижней ветви гусеничной ленты за проушину технологического трака стенда штырем.

2. Подвести верхнюю ветвь гусеничной ленты к консоли колонки стенда и зацепить крайний трак за проушину консоли.

3. Протянуть трос лебедки к трактору и зацепить его за буксирный 4. Включить лебедку и подать трактор вперед до захода катков и направляющих колес в беговые дорожки гусеничных лент.

5. Убедиться, что катки и направляющие колеса трактора вошли в беговые дорожки лент.

6. Включить вновь лебедку и подать трактор вперед до предварительного натяжения гусеничных лент. Выключить лебедку.

7. Включить колонки, опустив вниз верхние ветви гусеничных лент на ведущие звездочки.

8. Совместить отверстия проушин замыкающих траков гусеничной ленты, с помощью технологического пальца. Установить палец в совмещенное отверстие проушин и забить его до упора, выбив технологический палец.

9. Аналогичным образом установить гусеничную ленту 55-35сб-3А2.

10.Произвести регулировку натяжения гусеничных лент. Гусеничные ленты должны быть натянуты так, чтобы при горизонтальном расположении трактора гусеничные ленты касались беговой дорожкой звеньев обода катка.

Рис. 3.3. Карта на сборку (разборку) детали в узел (агрегат) способов Металлы и сплавы, ношению к которым цилиндри- и внутрен- цилиндрические, цилиндрические, плоские к деталям, испытывающим знакопеременные нагрузки торым применим Минимальный к которому применим способ, мм покрытия, мм покрытия, мм лостной прочности, Расшифровка условных обозначений: СО2- наплавка в углекислом газе, Ф- наплавка под флюсом, Х- хромирование, Ж- железнение, ПБН- пропан-бутановая наплавка, ВД- вибродуговая наплавка, ЭКН- электроконтактная наплавка, ЭМ- электрометаллизация, РН- ручная наплавка, ГПН- газопламенное напыление, ПН- плазменное напыление, ДН- детонационное напыление, КК- применение клеевых композиций.

Рис. 3.4. Схема на сборку (разборку) детали в узел (агрегат) Коэффициенты восстановления ресурса Технологические процессы восстановления kИ kВ kСЦ kР Шлифование, железнение, точение, шлифо- 1,76 1,20 0,8 1, вание, выглаживание твердым сплавом Шлифование, железнение, точение эльбо- 1,50 1,14 0,8 1, ром-Р, электромеханическое упрочнение Шлифование, железнение, точение эльбо- 1,23 0,98 0,8 1, ром-Р, шлифование, поверхностно-пластическое деформирование Электромеханическое восстановление 1,11 1,42 1,00 1, Наплавка в пропан-бутане, точение, закал- 1,72 1,06 1,00 1, ка с нагревом ТВЧ, шлифование, поверхностно-пластическое деформирование Вибродуговая наплавка, точение гексани- 1,02 1,22 1,00 1, том-Р, шлифование, выглаживание твердым сплавом Вибродуговая наплавка, точение гексани- 0,98 1,01 1,00 0, том-Р, шлифование, электромеханическое упрочнение Вибродуговая наплавка, точение гексани- 0,89 0,94 1,00 0, том-Р, шлифование, поверхностно-пластическое деформирование Наплавка под слоем флюса, точение, закал- 1,12 1,30 1,00 1, ка с нагревом ТВЧ, шлифование, выглаживание твердым сплавом Наплавка под слоем флюса, точение, шли- 2,08 1,08 1,00 1, фование, электромеханическое упрочнение Наплавка под слоем флюса, точение, закал- 0,98 1,00 1,00 0, ка с нагревом ТВЧ, шлифование, поверхностно-пластическое деформирование Наплавка в углекислом газе, точение, шли- 1,80 1,04 1,00 1, фование, электромеханическое упрочнение Наплавка в углекислом газе, точение, за- 0,98 1,00 1,00 0, калка с нагревом ТВЧ, шлифование, поверхностно-пластическое деформирование Электроконтактная наплавка, точение эль- 1,08 0,98 0,95 1, бором-Р, шлифование, поверхностно-пластическое деформирование Электроконтактная наплавка, точение эль- 1,11 0,98 0,95 1, бором-Р, шлифование, электромеханическое упрочнение Механическая обработка, газопламенное 1,1 1,2 0,98 1, напыление, закалка с нагревом ТВЧ, точение эльбором-Р, шлифование напыление, закалка с нагревом ТВЧ, точение эльбором-Р, шлифование Механическая обработка, детонационное 2,0 1,1 1,0 1, напыление, точение эльбором-Р, шлифование Механическая обработка, детонационное 1,8 1,0 1,0 1, напыление, шлифование Механическая обработка, нанесение поли- 1,2 1,2 0,95 1, мерных композиций, механическая обработка Ручная наплавка, точение эльбором-Р, шли- 0,82 0,8 1,0 0, фование, поверхностно-пластическое деформирование Ручная наплавка, точение, закалка с нагре- 0,93 0,9 1,0 0, вом ТВЧ, шлифование, поверхностно-пластическое деформирование 3.3. Расчет режимов и норм времени отдельных операций При разработке технологического процесса необходимо отражать в пояснительной записке все расчеты режимов и норм времени отдельных операций, а если они не поддаются расчету, то необходимо указать источник, откуда взяты эти нормы или данные.

Приведем зависимости для определения режимов и норм времени основных технологических операций.

Выбор режимов резания заключается в определении скорости подачи, глубины резания, при которых ведется обработка данной детали.

Токарная операция. Определение скорости резания производится по формуле где С — коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала и К — коэффициент на измененные условия работы;

Т – период стойкости в минутах;

m – показатель относительной стойкости;

НВ – твердость по Бринелю обрабатываемого материала.

Значения коэффициентов, входящих в зависимость (3.4), приведены в табл.3.3.

Значения, которые определяются по данным табл. 3.3, приведены для обработки металлов без корки, твердостью НВ = 190-210, с плоской передней поверхностью, углов в плане = 45о и 1 = 15о, радиусе при вершине r = 2 мм. В случае отклонений от этих условий вносится поправка, учитываемая коэффициентом К, значение которого приведено в табл. 3.4.

Коэффициент К – на измененные условия работы определяется по зависимости;

где КП – поправочный коэффициент в зависимости от обрабатываемого материала и характера заготовки;

КМ – поправочный коэффициент в зависимости от материала;

КF – поправочный коэффициент в зависимости от сечения резца;

КР – поправочный коэффициент в зависимости от материала режущей КФ – поправочный коэффициент в зависимости от формы передней К – поправочный коэффициент в зависимости от значения главного К 1 – поправочный коэффициент в зависимости от значения вспомогательного угла в плане;

К r – поправочный коэффициент в зависимости от радиуса при вершине резца;

Значения поправочных коэффициентов приведены в табл. 3.4.

Поправочные коэффициенты при определении скорости резания Материал Т15К6 Алюминиевые Поправочные коэффициенты на скорость резания в зависимости от обрабатываемого материала и характера заготовки Обрабатываемый Углеродистая Чугун Силу Хромистые и хроматериал сталь серый лу- моникелиевые стали Поправочные коэффициенты на скорость резания в зависимости от материала и геометрических параметров режущей части резца щей части при Р При обработке наплавленных поверхностей добавляются следующие факторы, влияние которых приводит к необходимости снижения скорости резания: макронеровности наплавленной поверхности, достигающие высоты до 1 мм; засоренность поверхностных слоев неметаллическими включениями высокой твердости; повышенная пористость наружного слоя наплавки и т. п.

Рекомендуемые режимы резания при токарной обработке наплавленного металла приведены в табл. 3.5.

Режимы резания при токарной обработке наплавленного металла Подача мм/об Чистовое точение Черновое точение по "корке" где — скорость резания, м/мин;

d – диаметр обрабатываемой детали, мм.

Частота вращения корректируется по выбранному станку.

Основное время для токарных работ (обточка и растачивание) где L — длина обрабатываемой поверхности, мм, i — число проходов;

S — подача за один оборот шпинделя, а при нарезании резьбы — шаг Норма времени слагается из отдельных элементов времени, затрачиваемых на изготовление детали, и может быть выражена зависимостью где tO — основное технологическое (машинное) время, мин, tB — вспомогательное время, мин;

tДОП — дополнительное время, мин;

ТП.З — подготовительно-заключительное время, мин;

п — количество обрабатываемых деталей в партии.

Основным называют время, в течение которого изменяют обрабатываемое изделие (форму, размеры, свойство, внешний вид) в результате различных видов обработок.

Основное время для машинных работ определяют расчетом, а для ручных работ – по таблицам справочников. Вспомогательным называется время, затрачиваемое для того, чтобы обеспечить выполнение основной работы. Оно включает установку, закрепление и снятие обрабатываемой детали, промеры деталей, перестановку инструмента и управление оборудованием. Это время определяют по таблицам справочников.

Дополнительное время слагается из времени, затрачиваемого на организацию и техническое обслуживание рабочего места.

Подготовительно-заключительным называют время, затрачиваемое на получение задания, ознакомление с работой, подготовку рабочего места, наладку оборудования, сдачу изготовляемых деталей.

Подготовительно-заключительное время затрачивают на изготовление партии деталей. Поэтому в определение нормы времени на одну деталь его включают после деления на количество деталей в партии.

Вспомогательное время слагается из времени на установку и снятие детали (табл. 3.3) и вспомогательного времени, связанного с наплавкой.

Вспомогательное время на установку и снятие детали патроне Сумма основного и вспомогательного времени называется оперативным временем:

Дополнительное время, как правило, задается в долях оперативного времени.

Штучное время полностью включают в норму времени на каждую деталь.

Подготовительно-заключительное время зависит от способа установки детали, размеров станка, сложности подготовки к работе и количества режущего инструмента, применяемого при обработке партии деталей.

Подготовительно-заключительное время установки де- подготовки ментов Без замены В пояснительной записке приводится расчет всех элементов нормы времени на каждую операцию, а в карте технологического процесса помещается только основное технологическое (машинное) время и норма времени.

По другим механическим операциям в учебном пособие приводятся формулы для определения основного времени.

Основное время при сверлении определяется по формуле где L — длина сверления, мм;

l — дополнительный путь на врезание сверла, принятый n — частота вращения сверла, мин-1;

S — подача за один оборот сверла, мм/об.

Основное время при фрезеровании где L — расчетная длина прохода фрезы, мм;

SM — подача, мм/мин;

i — число проходов.

где l – длина фрезеруемой поверхности, мм, l1 — путь врезания фрезы t·(d-t), мм;

l2 – величина перебега фрезы, обычно соответствующая 2 5 мм (в зависимости от диаметра фрезы), мм, Основное время при круглом шлифовании где L – длина продольного хода стола, мм;

h – припуск на сторону, мм;

nД – число оборотов детали в минуту, мин-1;

S – продольная подача на один оборот обрабатываемой деталей, мм;

t – глубина резания, мм;

K – поправочный коэффициент, зависящий от точности шлифования и износа круга; при грубом шлифовании К = 1,21,4; при чистовом Сварочные и наплавочные работы. При проведении сварочных и наплавочных работ одним из основных оценочных показателей является технологическая производительность ПТ, которая определяется по формуле:

где GH – масса наплавляемого металла, г;

t – время сварки или наплавки, ч;

H -- коэффициент наплавки, г/А·ч;

I – величина силы тока, А.

Для голых и тонкопокрытых электродов H = 8,2 г/A·ч, для толстопокрытых H = 1012 г/А·ч.

Основное время, необходимое для проведения сварочных или наплавочных работ, определяется по формуле Общее время сварки с учетом вспомогательных работ, связанных с зачисткой шва, сменой электродов где K – коэффициент загрузки сварщика.

Для мелкосерийного ремонтного производства и при недостаточно высокой организации работ K = 0,3 0,4, при хорошей организации K = 0, 0,6, в условиях массового производства K=0,7 0,8.

Норма времени для наплавочных работ определяется как и для токарных работ.

Вспомогательное время, связанное с наплавкой, составляет для наплавки под флюсом - 0,6 мин на один проход, для вибродуговой - 0,9 мин на проход, для остальных способов наплавки - 0,8 мин на проход. Дополнительное время в процентном отношении к оперативному времени составляет 15%. Подготовительно-заключительное время для наплавок равно мин на партию деталей. Размер партии принимается равной 9- 20 деталей, что характерно для мелкосерийного производства.

Сила тока определяется по формуле где U — напряжение дуги на концах проволок, В;

q — производительность металлизатора, кг/ч;

С1 и х — коэффициенты, зависящие от качества напыляемого металла, Основное технологическое время где h — толщина наносимого слоя, мм;

d— диаметр металлизируемой детали, см;

— плотность металла проволоки, г/см ;

q — производительность металлизатора, кг/ч;

l — длина металлизируемой поверхности детали, cм;

К — коэффициент, учитывающий потери проволоки при, напылении в зависимости от диаметра детали, принимают K= 0,7 0,8.

Нанесение покрытий гальваническими методами.

Основное время при нанесении гальванических покрытий определяется по формуле:

где h — заданная толщина покрытия, мм, — плотность металла (для хрома - 6,9 г/см, для железа - 7,8 г/см );

DK — плотность тока на катоде, A/дм2;

a — выход по току (при хромировании 1218%, при железнении С — электрохимический эквивалент (для хрома - 0,324 г/A·ч, для железа - 1,042 г/A·ч).

Штучно-калькуляционное время для гальванических работ по восстановлению деталей рассчитывают по формуле:

где tО—основное время покрытия в ванне, мин; tВ.Н—вспомогательное время (неперекрываемое) на загрузку деталей в основную ванну и выгрузку их из ванны (мин) определяют по табл. 3.8; tНЕП.ОП—оперативное время (неперекрываемое) на все операции, следующие после покрытия деталей (кроме сушки их в сушильном шкафу), мин; 1,12 — коэффициент, учитывающий подготовительно-заключительное и дополнительное время; п—число деталей, одновременно загруженных в основную ванну; кИ— коэффициент использования оборудования.

Количество деталей, одновременно загружаемых в основную ванну, зависит от размеров детали и ванн. Ориентировочно — при размере ванны:

1500х800х800 мм при массе на одном приспособлении В каждом конкретном случае при необходимости установить норму на гальваническое покрытие будет известно количество навесок и деталей, размещаемых в ванне.

Масса приспособления Оперативное время для железнения составляет 4,33 мин, хромирования — 6,39 мин. Коэффициент использования оборудования учитывает недоиспользование основной ванны в начале и в конце смены и равен 0,8.

Нормирование времени на заделку трещин в корпусных деталях полимерными композициями определяется по формуле где 1,08- коэффициент, учитывающий время на обслуживание рабочего места и личные надобности рабочего; tОП.1- оперативное время на подготовку трещин (засверливание отверстий, вырубку и зачистку абразивным кругом), мин (табл.3.9); tОП.2- время на обезжиривание трещины и поверхности вокруг нее, мин (табл.3.10); f- площадь поперечного сечения шва (валика композиции в трещине), мм2; l- длина трещины, мм; - плотность композиции, г/см3 (для композиции эпоксидной смолы и железного порошка с соотношением по массе 1:1 принимают = 4,5, а с соотношением по массе эпоксидной смолы и алюминиевого порошка 1:0,2 = 1,4);

tОП.3 - время на предварительное приготовление композиции массой G (до 1 кг- 8,1 мин; от 1 до 3 кг- 13 мин); tОП.4- время на окончательное приготовление дозы композиции массой G2 на рабочем месте, т.е. взвешивание, введение отвердителя и перемешивание (табл.3.9); tОП.5- время нанесения композиции на трещину и ее уплотнения ; tB.2- время на установку, поворот и снятие изделия (табл.3.11); 5- подготовительно-заключительное время на партию деталей, мин; Z- число деталей в партии.

Затраты времени на подготовку трещины, окончательное приготовление дозы, нанесение и уплотнение полимерной композиции.

Нормирование работ по электромеханическому восстановлению деталей проводят по токарным работам. Вспомогательное время на установку и снятие детали зависит от способа установки детали, а вспомогательное время, связанное с проходом, составляет при высоте центров станка 200мм—0,8 мин. Дополнительное время в процентном отношении к оперативному равно 8%. Подготовительно-заключительное время составляет (для станка с высотой центров 200 мм) 10 мин.

Время на обезжиривание трещины и поверхности вокруг нее.

Площадь Вспомогательное время на установку, поворот и снятие изделия.

1.Поднести, уложить, снять и отнести деталь:

Дополнительные сведения для решения задачи нормирования можно найти в литературе [1, 7].

3.4. Проектирование технологического процесса Составление маршрутно-операционной карты В задачу проектирования технологического процесса входит установление содержания и последовательности выполнения операций. Этот вопрос имеет большое значение, так как учет производительности труда, контроль качества и планирования ведут по операциям. Проектирование технологических процессов ремонта или восстановления деталей ведется в следующей последовательности: установление наивыгоднейшей последовательности выполнения всех видов работ; выбор оборудования, приспособлений, инструмента, материалов и режимов нанесения металлопокрытий; установление режимов механической и, если необходимо, тепловой обработки; обеспечение нормативного срока службы восстановленной детали, путем введения операции упрочняющей технологии; определение норм времени на выполнение работ.

Маршрутно-операционная карта – документ, содержащий описание технологического процесса изготовления или ремонта детали (включая контроль и перемещения) по всем операциям различных видов работ в технологической последовательности с указанием оборудования, оснастки, о материальных и трудовых нормативах в соответствии с установленными формами.

В курсовом проекте должна быть приведена маршрутно-операционная карта технологического процесса ремонта или восстановления детали, которая должна быть как в пояснительной записке, так и на листе графической части (см. рис. 3.5).

Выбранный способ восстановления определяет последовательность операций технологического процесса.

При установлении последовательности операций следует придерживаться правил:

В первую очередь проводят, если этого требует выбранный способ нанесения покрытия, подготовительные операции с целью восстановления первоначальной геометрической формы и создания требуемой шероховатости поверхностей, подлежащих восстановлению (электролитические способы нанесения покрытий, все виды напыления, а также электроконтактная наплавка и ремонт клеевыми композициями).

Основные операции предусматривают выполнение восстановительных операций (наплавка, хромирование, железнение и т.д.). Затем выполняют черновую обработку покрытий, имеющих значительную толщину дефектного слоя и требующих большой съем металла. После черновой обработки следует чистовая или получистовая, затем – отделочная обработка основных поверхностей.

Минимальный припуск на механическую обработку составляет для наплавки под флюсом – 2,15 мм, для других видов наплавок (кроме электроконтактной наплавки) – 2,35 мм, для электролитических способов нанесения покрытий, всех видов напыления, а также электроконтактной наплавки и электромеханической обработки – 0,25 мм.

Дополнительные операции располагают в большинстве случаев после получистовой или чистовой обработки с целью обеспечения нормативного срока службы восстановленной детали, путем введения операции упрочняющей технологии.

№ Наименование Механическая Горизонталь- торцевая твердость поверхности после сварки и Если деталь подвергают закалке, то весь технологический процесс расчленяют на два этапа: до термической обработки и после нее. До термической обработки выполняют весь комплекс механической обработки за исключением шлифовальных и других отделочных работ.

Далее разрабатывается окончательный вариант технологического процесса ремонта и восстановления детали.

3.5. Разработка конструкции приспособления Инженер лесной промышленности часто встречается в процессе ремонта машин с вопросами проектирования различных приспособлений.

Приспособления, применяемые в технологическом процессе ремонта машин, имеют целью:

а) повысить производительность труда по той или иной операции, тем самым снизить себестоимость ремонта машин;

б) расширить возможности и сферу работ оборудования для выполнения специальных работ и ремонтных операций;

в) улучшить качество выполняемых работ;

г) значительно облегчить выполнение отдельных операций технологического процесса по технике безопасности и охране окружающей среды.

В ремонтном производстве используются весьма разнообразные типы приспособлений по области применения, технологическому назначению и другим признакам, но все же представляется возможным обобщить и дать следующую примерную классификацию:

1. Разборочно-сборочные приспособления.

2. Очистные установки, применяемые для мойки узлов, агрегатов, всей машины.

3. Технологическая группа приспособлений, обеспечивающая восстановление изношенных деталей различными способами, например, ванны для нанесения электролитических покрытий; вращатели для автоматической наплавки под флюсом и вибродуговой наплавки и др.

4. Контрольные приспособления, предназначенные для проверки качества агрегатов узлов и деталей и в целом всей машины.

В задании на курсовое проектирование (на курсовую работу) студенту задаются руководителем проекта исходные данные для проектирования приспособления, указывается, для какой операции ранее разрабатываемого технологического процесса, дается название существующего приспособления, определяются пути его модернизации.

При проектировании не допускается, чтобы студенты просто копировали существующие приспособления, не внося в разрабатываемую конструкцию элементов собственного творчества и новизны.

Большое разнообразие приспособлений, разрабатываемых для многих марок машин и их деталей, узлов, для которых они применяются, различные условия работы, конструктивное оформление приспособлений и ряд других причин не позволяют пока создать единой методики проектирования приспособлений, но можно дать некоторые общие соображения по этому вопросу.

При проектировании приспособления студенту рекомендуется придерживаться следующих основных положений:

1. Усвоить условия работы агрегата, узла и детали, для которых проектируется приспособление, наметив при этом, для каких операций оно предназначается. Определяются объем и содержание работ, выполняемых при помощи приспособления.

2. Определять базовые поверхности, используемые для установки узла, детали на приспособление. Правильный выбор установочных баз имеет решающее значение для обеспечения точности и надежности работы приспособления.

3. Ознакомиться с существующими конструкциями приспособлений, используемых при выполнении аналогичных или схожих технологических операций. Критически оценить достоинства и недостатки существующих приспособлений. Наметить пути конструктивного решения; при этом приспособление должно быть по возможности простым и недорогим.

4. Разработать принципиальную конструктивную схему приспособления. Рекомендуется при этом использовать стандартные детали и узлы, а также детали и узлы ремонтируемого оборудования.

5. Разработать кинематическую схему приспособления, а так же если необходимо – гидравлическую.

6. Определить, какие усилия будут действовать на элементы приспособления в процессе выполнения технологических операций. Произвести расчет основных деталей на прочность.

7. Произвести расчет габаритных размеров основных (рабочих) деталей приспособления. Особое внимание следует обратить на зажимные устройства, которые должны быть надежными, простыми и быстродействующими.

8. Разработать эскизную компоновку общего вида приспособления, исходя из размеров основных деталей, и произвести проверочный расчет на точность, жесткость, учитывая технологические особенности конструкции.

9. Разработать основные сборочные чертежи узлов приспособления, а также рабочие чертежи главных деталей, исходя из общего вида. Выбрать посадки сопряжений и поверхности деталей.

10. Произвести окончательное оформление чертежей конструкции приспособления.

11. Выявить условную экономическую эффективность запроектированного приспособления. Дать сравнение базового варианта с предлагаемым.

Наиболее многочисленной и разнообразной является технологическая группа приспособления, поэтому рассмотрим некоторые положения проектирования этой группы. Отдельные положения могут быть применены и для проектирования других групп приспособлений.

Все приспособления, в основном, должны иметь следующие конструктивные элементы:

а) установочные детали и механизмы, обеспечивающие установку агрегата узла, и детали для выполнения отдельной операции технологического процесса;

б) зажимные детали и механизмы, служащие для закрепления в определенном положении агрегата, узла или детали;

в) направляющие детали и механизмы, предназначенные для направления или выверки положения инструмента относительно агрегата, узла или детали;

г) корпусные детали, используемые для приспособления и связывания между собой всех деталей и механизмов приспособления.

Рис. 3.6. Гидравлический съемник для выпрессовки шарикоподшипников:

1-фиксатор; 2-гидроцилиндр; 3-поршень; 4-шток; 5-снимаемый подшипник; 6-захват Проектируемое приспособление должно отвечать условиям прочности, то есть выдерживать нагрузки, возникающие в процессе его работы, быть надежным и безотказным.

Применительно к различным операциям технологического процесса ремонта машин рассмотрим некоторые конкретные примеры проектируемых приспособлений.

Так, для примера рассмотрим разборку неподвижного сопряжения вал-подшипник качения.

В качестве приспособления, выполняющего разборку рассматриваемого сопряжения, рис. 3.6, предлагается гидравлический съемник.

При снятии подшипников качения усилия следует прелагать к напрессованному кольцу при помощи захватов 6 и фиксатора 1, не передавая напряжения на тела и дорожки качения на кольцах. С целью снижения трудо-емкости разборочных работ усилия выпрессовки выполняет гидросистема, включающая в конструктивном исполнении гидроцилиндр 2, поршень 3, шток 4.

Для дефектовки вкладышей подшипников двигателя ЯМЗ-236, предлагается специальное приспособление, представленное на рис. 3.7.

Рис. 3.7. Приспособление для дефектовки вкладышей:

1-плита; 2-стойка; 3-направляющие; 4-индикатор часового типа Перед расточкой вкладыши контролируются на специальном приспособлении (рис. 3.7). Для проверки вкладыши устанавливают на направляющие 3. Индикатор 4 устанавливают на нуль по новому эталонному вкладышу. По отклонению стрелки индикатора и на основании технических условий судят о пригодности вкладыша к расточке.

Рис. 3.8. Приспособление для центровки и закрепления гильзы цилиндров на столе расточного станка:

1-стол станка; 2-опорная плита приспособления; 3-приспособление для центровки и закрепления гильзы цилиндров; 4-нижний пояс зажима гильзы цилиндров;5-верхний пояс зажима гильзы цилиндров; 6-резец; 7-шпиндельная головка; 8-шпиндель; 9-ножка индикаторного приспособления; 10индикатор приспособления; 11-верхний посадочный поясок приспособления; 12-гильза цилиндров; 13- нижний посадочный поясок приспособления; 14-стяжной винт пояса с рукояткой Для выполнения работ по расточке гильз цилиндров двигателя КамАЗ, а также их ремонта методом пластинирования предлагается использовать приспособление конструкции А.Е. Алешкина, (рис. 3.8).

Рассматриваемое приспособление 3 устанавливается на столе 1 расточного станка при помощи опорной плиты 2. Гильза цилиндров 12 фиксируется между верхним и нижним посадочными поясками 11 и 13 приспособления и стягивается при помощи зажимов 4 и 5. Центровка оси гильзы 12 цилиндров с осью шпинделя 8 шпиндельной головки 7 производится при помощи индикаторного приспособления часового типа, включающего в себя сам индикатор 10 и ножку 9 индикаторного приспособления.

Повысить предел выносливости, твердость и износостойкость поверхностей восстановленных и новых деталей можно при помощи ротационного упрочнителя.

Рис. 3.9. Приспособление для ротационного упрочнителя деталей Приспособление для ротационного упрочнителя деталей состоит из кронштейна 9, который крепится в резцедержателе 8 токарного станка при помощи винтов 7. На стойке 5, закрепленной на кронштейне болтами 6, установлена ось 12, на которой вращается упрочнитель 11. В стойке выполнены продольные пазы, которые позволяют регулировать положение оси относительно опорной поверхности кронштейна. Упрочнитель, представляющий собой диск с шариками, находящийся в сепараторе, через шкивы 1 и 10 получает вращение от электродвигателя 3. Комплект сменных шкивов позволяет ступенчато изменять скорость вращения упрочнителя в пределах 13 25 м/с. Перемещение угольника 4, на котором установлен электродвигатель, осуществляется натяжением ремня 2.

Меняя направление движения приспособления, можно обработать плоские и фасонные поверхности.

После ротационного упрочнителя уменьшается шероховатость поверхности Rа = 0,16 0,32 мкм, глубина упрочненного слоя может регулироваться от 0,5 до 3 мм, твердость обработанной поверхности увеличивается на 30 80 %, а усталостная прочность деталей повышается на 100%.

Прочностью детали называется ее способность сопротивляться действию нагрузок, т.е. сопротивляться разрушению или возникновению недопустимых деформаций и перемещений.

Прочность детали зависит от механических свойств материала, типа напряженного состояния (линейного, плоскостного, объемного), его изменения во времени и других конструктивных и технологических факторов.

Проектируемое приспособление должно отвечать условиям прочности, то есть выдерживать нагрузки, возникающие в процессе его работы, быть надежным и безотказным, для этого необходимо производить расчет основных деталей на прочность.

Расчет действующих нагрузок, возникающих напряжений и основных размеров деталей изложен в учебниках и различных справочниках, например, в “Справочнике машиностроителя”, т. 3 и 4 (Машгиз, 1992) и др.

3.6. Условный экономический эффект от внедрения В расчетно-пояснительной записке по данному разделу должны содержаться расчеты статей затрат на производство продукции по операции, на которой предлагается применить разработанное приспособление. Спроектированное приспособление при внедрении должно обеспечить снижение трудовых затрат, экономию топливно-энергетических ресурсов, обеспечить качество и точность согласно технической документации, экономию материалов, улучшить условия охраны труда и т.д. Не обязательно стремиться к тому, чтобы данное приспособление позволило решать все эти задачи.

Важным показателем экономичности технологии является себестоимость выполнения работ. В себестоимости отражаются в той или иной степени производительность труда, техническая оснащенность, совершенство технологии. Поэтому расчет себестоимости по сравниваемым технологическим вариантам с применением приспособления и без него имеет первостепенное значение для правильной оценки их относительной экономической эффективности. Наиболее приемлем для сравнения вариантов выполнения операций поэлементный метод расчета. При экономическом анализе эффективности того или иного технологического решения нет необходимости рассчитывать цеховую или заводскую себестоимость, так как замена одного варианта другим вызывает изменение только части расходов, связанных с производством. Поэтому экономическое сравнение можно производить по следующим существенно изменяющимся в сопоставляемых вариантах элементам текущих затрат: по заработной плате производственных рабочих с начислением, электроэнергии, материалам, амортизации и ремонту оборудования, приспособлению.

Сумма данных затрат составляет технологическую себестоимость.

где Сi - суммарные затраты по данной операции, руб.;

СЗП – заработная плата рабочих, руб.;

СЭ - стоимость электроэнергии, руб.;

СМ - стоимость материалов, израсходованных на данной операции, СА - расходы на амортизацию оборудования, руб.;

СРиТО - расходы на ремонт и техническое обслуживание оборудования, руб.

3.6.1. Заработная плата где С З - часовая тарифная ставка рабочего с начислениями [условно приЧ нимаем равной 2-м МРОТ (минимальный размер оплаты труда)];

tШ.К. – штучно-калькуляционное время операции, мин.

3.6.2. Затраты на электроэнергию где СЧ – стоимость киловатт-часа электроэнергии (50 копеек 1 кВт-ч);

NТ – технологическая мощность, затрачиваемая на проведение процесса (операции) на данном оборудовании, кВт;

– коэффициент использования станка по мощности, =0,70,8;

tO – основное время операции, мин.

Применительно к механической обработке технологическая мощность определяется:

где PZ – сила резания, - скорость резания, м/мин.

Применительно к наплавочным работам:

где NД – мощность дуги, кВт;

NХ.Х. – мощность холостого хода станка (в расчетах принимается NП.П.М. – мощность электродвигателя проволокоподающего механизма, где I – сила тока сварочной дуги, А;

U – напряжение сварочной дуги, В.

При проведении гальванических работ технологическая мощность затрачивается на проведение процесса электролиза и на нагрев и поддержание температуры электролита.

Расход электроэнергии на электролиз определяют по формуле:

где U – напряжение источника тока, В (при хромировании и железнении – h – толщина покрытия, мм;

- плотность металла (г/см );

S – площадь покрываемой поверхности, дм2;

С – электрохимический эквивалент, г/Ач;

- выход металла по току, %;

И.Т. - КПД источника питания.

где tO – основное время нанесения покрытия, ч.

Расход электроэнергии на нагрев и поддержание температуры электролита рассчитывают по формуле где NЭ – мощность электронагревателей, кВт;

tP –время нагрева ванны до рабочей температуры, ч;

КП – коэффициент, характеризующий затраты энергии на поддержание рабочей температуры электролита (при полной загрузке ванны tCM – продолжительность смены, ч;

nCM – число смен работы цеха в сутки;

n – количество одноименных деталей, восстанавливаемых за время непрерывной работы ванны (без охлаждения электролита), шт.

Мощность электронагревателей определяют по формуле

VP Э С Э Т

где VP – объем электролита, дм3;

Э -- плотность электролита, г/см ;

СЭ – удельная теплоемкость электролита (СЭ 1);

T -- разность между рабочей и первоначальной (до нагрева) температурами электролита, ОС;

КТ – коэффициент, учитывающий потери тепла в окружающую среду и равный 0,2 при наличии теплоизоляции ванны и 0,3 – при отсутствии ее.

Мощность электронагревателей при внешнем нагреве (через масляную рубашку) ориентировочно можно определить из расчета 5…6 кВт на каждые 100 дм3 электролита (при двухчасовом разогреве).

3.6.3. Затраты на материалы.

где GH – количество нанесенного материала, (г, кг);

M - коэффициент, учитывающий потери материала при проведении операции нанесения покрытия;

C M - стоимость единицы массы израсходованного материала (г, кг).

В расчетах для наплавки под флюсом можно принять M = 0,98; в углекислом газе M = 0,85; для электроконтактной наплавки M = 0,98; для вибродуговой наплавки M = 0,6; при плазменном напылении M = 0,75;

при детонационном напылении M = 0,8.

Затраты на инструмент при точении (расточке)

С И С ПЕР

где СИ – стоимость инструмента (резца с пластиной из эльбора, резца из твердого сплава), принимаем 150 руб.;

СПЕР – стоимость одной переточки резца, принимаем 10 руб.;

К – число переточек резца до полного износа; для эльбора К = 68, Т – стойкость резца, Т= 60 мин.

С И С ПЕР К

где СИ – стоимость шлифовального круга, принимаем 120 руб.;

СПР – стоимость правки круга, принимаем 8 руб.;

К – количество правок круга до полного износа, К = 150;

Т – стойкость круга до правки, Т= 20 мин.

3.6.4. Ежегодные отчисления на амортизацию станка, приходящиеся на одну операцию.

где a- часть балансовой стоимости станка, отчисляемая на амортизацию, СБ – балансовая стоимость станка (токарного 1К62 – 230000 руб., расточного 2Е78ПН – 300000 руб., хонинговального 3Г-833 – 280000 руб., круглошлифовального 3А423 – 350000 руб.;

ФГ – годовой фонд времени работы станка, при двухсменной работе 3.6.5. Затраты на ремонт и техническое обслуживание оборудования где – часть балансовой стоимости станка, затрачиваемая в год на ремонт и техническое обслуживание, = 0,0450,050.

Условный экономический эффект определяется по разности технологической себестоимости базового варианта (без приспособления) и предлагаемого варианта с применением приспособления, умноженной на количество деталей, ремонтируемых или восстанавливаемых за год на ремонтном заводе.

3.7. Проектирование производственного участка или рабочего места для восстановления и ремонта деталей лесных машин Исходными данными при проектировании производственного участка для восстановления и ремонта деталей лесных машин являются: годовой объем работ, производимый на участке (указывается преподавателем в задании проекта); маршрутно-операционная карта технологического процесса восстановления и ремонта детали.

Последовательность проектирования следующая:

- устанавливаются режим работы и фонды времени рабочих и оборудования;

- определяется состав производственных рабочих;

- рассчитывается и подбирается необходимое количество производственного и подъемно-транспортного оборудования, организационно-технологической оснастки (см. приложение №4), определяются рабочие места;

- определяется площадь участка, выбираются его размеры согласно принимаемым значениям шага колонн и пролетов, уточняется площадь;

- выполняется технологическая планировка участка, в процессе которой производится расстановка оборудования и оснастки в соответствии с рекомендуемыми нормативами [6; 9].

Большинство ремонтных предприятий работает в режиме пятидневной рабочей недели (253 дня в году). Продолжительность смены при этом составляет 8,2 ч. для нормальных условий и 7,2 ч. при вредных условиях.

Общая продолжительность рабочей недели соответственно равна 41 ч. и 36 ч.

В предвыходные дни смена сокращается на 1 ч. Количество предпраздничных дней – 6. Количество дней в году принимается в расчетах равным 365.

Номинальной годовой, фонд времени рабочих и оборудования Фн, то есть количество рабочих часов без учёта возможных потерь времени, определяется по следующей формуле (для пятидневной рабочей недели):

где Dр - число рабочих дней в году; tсм - продолжительность смены; Дппчисло предпраздничных дней; tc - время сокращения смены в предпраздничные дни (1 ч,); n - число смен (для рабочих n =1).

Номинальный годовой фонд времени рабочих - для нормальных условий труда составляет 2070 ч, для вредных (например, гальванические или окрасочные работы) —1830 ч.

Номинальный годовой фонд времени оборудования равен 2070 ч для односменной работы и 4140 ч для двухсменной.

шин и агрегатов; заправщики машин фектации, по ремонту топливной аппаратуры, гидросистем, электрооборудования; испытатели карбюраторных двигателей; станочники;

двигателей; электросварщики (сварка и наплавка), газосварщики; медники, паяльщики; кузнецы нагревальщики; аккумуляторщики; гальваники вым ангидридом концентрацией Действительный или эффективный годовой фонд времени работы выражает фактически отрабатываемое рабочим или оборудованием время с учетом потерь (табл. 3.12). Потери времени рабочих (с учетом отпусков) принимаются 10…12 % годового времени в зависимости от сложности и вредности работ.

Потери времени при работе оборудования принимаются 2…5 %.

Расчет состава работающих на участке по восстановлению Состав работающих на производственных участках ремонтного предприятия включает производственных и вспомогательных рабочих, инженерно-технических работников (ИТР), младший обслуживающий персонал (МОП).

Количество производственных рабочих:

где, Тв.р.у. – годовые затраты времени на участке; Фд.р. - действительный годовой фонд времени рабочего.

Количество вспомогательных рабочих при годовой программе ремонта и восстановления деталей, превышающей 1000 штук, принимается соответственно 21...16%.

Для всех видов работ, выполняемых на участке восстановления и ремонта деталей, в соответствии с рекомендуемыми нормативами [6;8] применяются рабочие с 3…4 квалификационными разрядами, правильность распределения которых проверяется по средним разрядам.

где R1, R2, Rn – разряды работ; m1, m2, mn - число рабочих соответствующих разрядов.

Станочник Сварщик.....

Всего Для проектируемого участка рекомендуется, чтобы правильность распределения рабочих соответствовала 3,5…3,7 среднему квалификационному разряду.

Значения годовых затрат времени рабочих на участке, фондов времени и количества рабочих по разрядам приводим в табл. 3.13.

Количество ИТР и МОП принимаем 11% от общего количества основных и вспомогательных рабочих.

Расчет необходимого количества производственного оборудование и Номенклатура и тип технологического оборудования и оснастки производственного участка по восстановлению и ремонту деталей выбираются в соответствии со схемой и маршрутными картами технологического процесса.

Рассмотрим методику расчета количества производственного оборудования по видам применяемого оборудования:

Количество станочного, сварочно-наплавочного оборудования по видам технологических операций ремонта и восстановления деталей можно определить по следующей формуле:

где, Nст - количество станочного, сварочно-наплавочного оборудования по определенному виду технологической операции; Тст – годовые затраты времени на проведение конкретной технологической операции, час; Кс – коэффициент самообслуживания, то есть изготовления приспособлений и др., (принимают 1,04…1,06); Кз – коэффициент загрузки станка по времени (принимают 0,8…0,85).

Для гальванических процессов (хромирования, железнения, цинкования и так далее) число гальванических ванн можно рассчитать по формуле:

где Sг – площадь покрытий, дм при годовой программе гальванического участка; tз – продолжительность операции или время одной загрузки ванны, час; Sв – поверхность покрытия деталей, одновременно загружаемых в ванну.

В соответствии с рекомендациями [6; 9], производим выбор оборудования (см. Приложение №4) и организационно-технологической оснастки проектируемого участка, результаты которого в окончательном виде представляем в виде таблицы 3.14.

Составляем таблицу с указанием № позиции оборудования на плане.

Оборудование и организационно – технологическая № Марка или Наименование Кол- Габаритные Площадь Общая поз. модель оборудования во размеры, ед. обору- площадь фрезерный консольный универсальный станок ОРГ-1611 Тумбочка для ин- 2 700х ОРГ-1468- Стеллаж для заго- 1 970х ОРГ-1468- Стеллаж для де- 1400х ОРГ-1465- Плита провероч- 1 1000х Существует несколько способов расчета площадей производственных участков: по удельной площади на единицу технологического оборудования, на одного рабочего, на одно рабочее место, на единицу ремонта и так далее.

В настоящей работе рекомендуется использовать наиболее точный метод расчета площади участка F по площади пола, занятой оборудованием и стационарной оснасткой F (м2), и по переходным коэффициентам, учитывающим проходы, проезды, рабочие зоны:

где с – переходной коэффициент, учитывающий проходы, проезды, рабочие зоны: для размещения станочного оборудования с = 3,0…3,5;

сварочно-наплавочного с = 5,5…6,5; гальванического с = 4,5…5,5.

В курсовом проекте рекомендуется проектировать участок так, чтобы его границы совпадали с линиями унифицированной сетки колонн системы продольных и поперечных осей здания. Определение габаритных размеров и уточнение площади участка производим, исходя из шага колонн и ширины пролета. Рекомендуется шаг колонн (расстояние между осями смежных колонн одного ряда) 6 или 12 м, ширина пролета между осями продольных рядов колонн 6, 9, 18 или 24 м. Следовательно, длина прямоугольного участка должна быть кратной 6 м, а ширина—3 или 6 м.

Площадь производственного участка изменяют в соответствии с выбранными габаритами. При этом допустимые отклонения от расчетной величины не должны превышать для помещений площадью более 100 м 2 ±10% и для помещений площадью до 100 м2 ±20%.

План расположения производственного оборудования, рабочих мест, организационно-технологической оснастки, проходов и проездов с указанием подвода энергетических и санитарно-технических сетей, называется технологической планировкой производственного участка.

Оборудование и оснастку располагают в соответствии с последовательностью выполнения операций технологического процесса.

На плане участка наносят опорные колонны с осями, стены и перегородки, окна, ворота, двери. Здание завода может быть каркасным с несущими колониями и панельными стеками, бескаркасным с несущими кирпичными стенами и смешанного типа с продольными панельными стенами и торцовыми кирпичами. Для здания с пролетом до 24 м при шаге колонн 6 м сечение колонн принимается 400400 мм, при шаге колонн 12 м сечение крайних колонн 500500 мм, средних колонн 600500 мм. Толщина каркасных стен (панелей) 200, 240 или 300 мм. Толщина несущих кирпичных стен 640 мм для северной зоны, 510 или 380 мм для средней зоны, 380 для южной зоны. Толщина перегородок 70…120 мм.

Ширину оконных проемов и ворот следует принимать кратной мм. Наиболее применимая ширина окон 1,8 м. Размеры ворот в свету должны превышать габариты транспортных средств не менее, чем на 0, м по ширине и на 0,2 м по высоте. Могут быть рекомендованы распашные ворота следующих размеров: 33; 3,63,6; 43; 4,03,6; 4,04,2 м. Размеры дверей принимают по ширине 1; 1,5; 2 м, по высоте 2,4 м.

Поперечные разбивочные оси обозначают слева направо, арабскими цифрами, заключенными в кружках (рис. 3.10). Профильные разбивочные оси обозначают буквами русского алфавита, за исключением букв З,Й,Х,О,Ц,Ч,Ш,Ы,Ъ,Ь по порядку снизу вверх. Указывают размеры шага колонн и ширину пролетов, а также габаритные размеры участка.

Рис. 3.10. Колонны и наружные стены каркасного здания Далее на плане участка размещают оборудование, стационарные и передвижные средства организационно-технологической оснастки, показывают места для складирования, проезды, рельсовые пути, траншеи, трапы, люки, расположение подвалов и антресолей с указанием их высотных отметок. Обозначают подвод электрической энергии, воды, технологических жидкостей, пара, воздуха, газов, местный вентиляционный отсос. При этом используют условные обозначения (см. прил. 2). Технологическое оборудование и оснастку изображают упрощенными контурами в соответствии с габаритными размерами в масштабе. Нумерацию оборудования производят слева направо и сверху вниз. Номера и условные обозначения подвода газов, жидкостей, отсоса проставляют внутри контура или вне его. Условные обозначения рабочего места, подвода электроэнергии указывают вне контура оборудования. Номера подразделений проставляются на плане арабскими цифрами в кружках.

Расстановку оборудования и оснастки выполняют с учетом требований проектирования и норм [6; 9].

Рис. 3.11. Размещение оборудования на участке Между станками при их располо- 1300 1500 Между станками при их располо- 2000 2500 жении фронтом один к другому станков одним рабочим ной или боковой стороны станка Нормы ширины проездов А и расстояний между рядами Обслуживание электро- Обслуживание подвесталями на монорельсе ными и мостовыми

А Б А Б А Б А Б

Между тыльными ронами станков Между рядами станков располо- 1200 2500 2000 3300 2000 3300 женными в « затылок»

Между фронтами двух рядов станков 1200 3200 2000 4000 2000 4000 Оборудование необходимо «привязать» к колоннам или стенам, проставляя размеры расстояний от них в двух взаимно перпендикулярных направлениях (рис. 3.11). Точно определяется положение каждого стенда, станка, верстака.

На листе чертежа планировки приводятся экспликация с перечнем помещений и оборудования и расшифровка условных обозначений.

Участок для восстановления и ремонта деталей должен быть по возможности компактным. Станки могут располагаться вдоль, поперек или под углом к разметочным осям здания и стенам. Наиболее удобное размещение станков - вдоль проездов или под углом – к проезду фронтом.

Нормы расстояний при размещении станков указаны в табл. 3.15, ширина проездов - в табл. 3.16.

При планировке проездов между станками для напольного транспорта используем нормы, указанные в табл. 3.17.

Нормы ширины проездов А и расстояний между рядами рабочих мест Б при напольном транспорте Между тыльными сторонами рабочих 2000 2500 2500 3000 2500 3000 Между боковыми сторонами рабочих 3000 3500 3500 4000 3500 4000 Между тыльной и фронтальной сто- 2000 3300 2500 3800 2500 3800 ронами рабочих Между фронтами двух линий рабочих 2000 4000 2500 4500 2500 4500 Верстаки на участке могут быть сдвинуты вплотную боковыми или тыльными сторонами. Расстояние между верстаками, установленными в «затылок», составляет 900 мм, фронтом друг к другу 1600 мм.

Сварочно-наплавочное, прессовое, термическое оборудование участка относят к категории тепловых, поэтому их следует размещать в помещениях, соответствующих противопожарным, санитарным и другим нормам и требованиям.

Рабочие места сварщиков отгораживаются экранами или щитами, сварочные кабины имеют размеры 30003000 мм при размерах свариваемых деталей 500500 мм и З0004000 мм при размерах деталей 5001000 мм.

Стол сварщика размещается на расстоянии 900 мм от колонны, стены или перегородки, сварочный трансформатор на расстоянии 250 мм. Если размер свариваемых изделий превышает 1 м, то размеры кабины выбирают такими, чтобы в ней оставалось 3…4 м2 свободной площади.

Расстояние между сварочными (наплавочными) станками зависит от габаритов свариваемых изделий по фронту станков.

При размере изделий до 0,5 м это расстояние устанавливают в пределах 2…2,5 м, при размере до 1,0 м расстояние З…3,5 м при размере изделия 1,5…2 м расстояние между станками принимают равным 4…6 м.

Расстояние от сварочного стенда (кондуктора) до колонны или других элементов здания и между стендами (кондукторами) рекомендуется 1,5 м.

Посты электродуговой сварки обычно размещают у темной (глухой) стены, рабочие места механизированной сварки и наплавки располагают вдоль стен с естественным освещением.

На постах газовой сварки и наплавки ацетиленовый генератор устанавливается в изолированном помещении, снабженном отсосом воздуха, баллоны с кислородом располагаются на расстоянии не менее 5 м от места сварки.

Нормы расстояний между оборудованием и элементами зданий Между рядами оборудования 1500…2000 2500… Между отдельными видами Между рядами оборудования, сторонами друг к другу Прессовое оборудование должно располагаться на расстоянии не менее 2 м от фундаментальных стен.

В термическом отделении расстояние от печи или горна до ванн закаливания или другого оборудования составляет не менее 1000…1200 мм.

Электропечи сопротивления могут быть расположены на расстоянии друг от друга 1,0…2,0 м, а от печи до стены 0,8…1,6 м.

Гальванический участок на ряде предприятий включает два отделения: электролитических покрытий и шлифовально-полировальное.

Оборудование гальванического участка размещают в соответствии с технологией и нормативами, представленными в табл. 3.18.

Результаты, полученные при проектирования участков по ремонту и восстановлению деталей в полном объеме могут быть использованы при внедрении конкретной технологии в ремонтное производство.

4. ПРИМЕРЫ КОНСТРУКТИВНЫХ РАСЧЕТОВ

4.1. Примеры расчета резьбовых соединений Пример 1. Кронштейн крепится к колонне (рис. 4.1, а) четырьмя болтами, поставленными в отверстия с зазором. Определить диаметр болтов из стали Ст.3 при неконтролируемой затяжке. Коэффициент трения на стыке f = 0,15. Нагрузка Q = 1600 Н.

Решение.

1. По правилам статики приводим силу Q к центру тяжести болтового соединения; получаем силу Q, приложенную в центре тяжести, и момент М = Q l (рис. 4.1, б). И сила и момент действуют в плоскости стыка и должны быть уравновешены силами трения, вызванными затяжкой болтов. Примем, что точки приложения равнодействующих сил трения совпадают с центрами болтовых отверстий.

2. Силу Q (см. рис. 1, б) уравновешивают четыре силы 3. Момент М уравновешивают моменты четырех сил Rmax, направлеe ние каждой из которых перпендикулярно к радиусу r :

откуда 4. Наибольшая геометрическая сумма Pmax сил Q и Rmax будет для верхнего и нижнего правых болтов. Для верхнего правого болта эта геометрическая сумма построена на рис. 1, в.

По теореме косинусов Pmax 400 2 1200 2 2 400 1200 cos 5. Примем запас 20 % против сдвига деталей и найдем необходимую силу затяжки наиболее нагруженного болта 6. По таблице находим, что следует установить кронштейн на болтах М20 из стали Ст.3, так как для них допускаемая осевая нагрузка [P]=14 кН,