возникновения ремонтных технологий

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОЦЕССЕ РЕМОНТА И УПРОЧНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН

Вопросы:

1.История развития ремонтных технологий

2.Экономические и технологические предпосылки

возникновения ремонтных технологий

История развития ремонтных технологий

В России практической ремонтной сваркой и наплавкой с1887 года занимался инженер Н.Г. Славянов. В 1891 году он полу-чил привилегии (патенты) № 86 и 87 на способ электрического уп-лотнения металлических отливок и способ электрической отливки металлов, в 1890–1892 годах – патенты на свое изобретение во Франции, Англии, Австро-Венгрии, Бельгии, Германии, США, Швеции, Италии. За границей сразу высоко оценили все преимущества электрической сварки. Для ремонтной сварки Н.Г. Славянов выбирал такие детали, которые можно было проверить в работе после ремонта, например, ступенчатые шкивы от токарных станков, зубчатые колеса, маховики от сверлильных станков. В 1907 году Н.Г. Славянов успешно применил ремонтную сварку для восстановления станины мощного пресса на одном из заводов Санкт-Петербурга.

Появление технологии наплавки за рубежом относится

к 1896 году, когда английский инженер М. Спенсер получил патент на это изобретение.

Промышленное применение ремонтной сварки и наплавки в США началось несколько позднее. В частности, в 1922 году братья Студди впервые осуществили наплавку коронок нефтяного бура способом газовой сварки с использованием присадочного материала в виде стальной трубки, заполненной хромовым сплавом. Примерно в это же время была осуществлена наплавка клапанов двигателя внутреннего сгорания с помощью изобретенного инженером Д. Хейнзом (США) сплава – стеллита. В первое время для наплавки использовали газовую сварку, но впоследствии с развитием новых источников тепла стали применять и другие методы наплавки.а начало автоматической наплавки относится к 1939 году, когда советские специалисты Г.П. Михайлов и В.А. Ларионов осуществили наплавку с помощью покрытых электродов прямоугольного сечения. В настоящее время ее широко используют для нанесения коррозионно-стойкого покрытия на сосуды высокого давления атомных реакторов, для упрочнения валков прокатных станов других крупногабаритных изделий. В Японии исследования в области наплавки были начаты в 1955 году.

Наплавка сыграла большую роль в деле увеличения производи-тельности труда, повышения качества продукции и экономии сырья при производстве промышленного оборудования, его эксплуатации и ремонте. В дальнейшем предстоит освоение новых разработок по созданию сварочных материалов, обладающих высокими техноло-гическими и эксплуатационными характеристиками, и высокопро-изводительного оборудования.

Экономические и технологические предпосылки

возникновения ремонтных технологий

Изготовление новых деталей, а также восстановление изношен-ных и поврежденных составляет значительную часть расходов ре-сурсов при ремонте машин. Так, даже на специализированных за-водах они доходят до 50 % стоимости и 40 % трудоемкости ремонта машин. Поэтому сокращение расходов – важная задача, одним из путей ее решения является восстановление дефектных деталей. Ти-пичные дефекты деталей и сборочных единиц:

• нарушение посадки между сопряженными поверхностями;

• нарушение размеров, геометрической формы и относительного положения в пространстве поверхностей деталей;

• ухудшение свойств материала;

• ухудшение внешнего вида.

Задача восстановления дефектных сопряжений и деталей состоит в возврате утраченных свойств: посадки, формы, относительного положения в пространстве поверхностей, свойств материала и вне-шнего вида детали. Восстановить посадку между сопряженными по-верхностями деталей можно следующими методами:

1) обработкой изношенной поверхности одной детали и заменой сопряженной детали (способ ремонтных размеров);

2) применением дополнительной ремонтной детали (компенсатора износа);

3)восстановлением первоначальных размеров сопряженных повер-хностей деталей.

Восстановить деталь или ее отдельные поверхности можно сле-дующими методами:

1) наращиванием на дефектную поверхность детали другого мате-риала (осуществляют наплавкой металлических и полимерных материалов, напылением, электролитическим и химическим осаждением и др.);

2) перемещением посредством пластической деформации материала детали с одного участка к другому, изношенному (осуществляют осадкой, раздачей, обжатием, вытяжкой и накаткой);

3) восстановлением целостности тела детали (способы включают сварку, пайку и склеивание);

4) снятием (удалением) материала с поверхности детали (включают обточку, шлифование и фрезерование);

5) восстановлением относительного положения поверхностей дета-ли в пространстве (включают статическое нагружение, чеканку, местный нагрев).

Экономическая целесообразность ремонта обусловлена тем, что около 45 % деталей машин, поступающих в ремонт, изношены в допустимых пределах­ и могут быть использованы повторно, а около половины деталей могут быть использованы после восстановления при его себестоимости 15...30 % цены новых деталей. Только 5...9 % деталей не подлежат восстановлению [3]. Восстановление деталей является основным источником экономической эффективности ремонта, технически обоснованным и экономически оправданным мероприятием.

Восстановление деталей позволяет ремонтно-обслуживающим предприятиям сократить время простоя машин в ремонте, повысить качество их технического обслуживания, положительно влияет на улучшение показателей надежности и использования машин. Уста-новлено, что 85 % деталей теряют работоспособность при износе, не превышающем 0,2...0,3 мм. Это подтверждают значительные размеры ремонтного фонда и целесообразность его восстановления.

Во времена регулируемой советской экономики проводилась планомерная работа по созданию производств, занимающихся вос-становлением деталей. Эта работа была тесно увязана с развитием ре-монтной базы страны. Солидная финансовая поддержка со сторон государства обеспечивала динамику роста объемов восстановления на ремонтных предприятиях (табл. 1). Лучшие показатели были до-стигнуты в 1986 году, когда удельный вес восстановленных деталей в общем объеме поставок новых запасных частей составлял до 19 %.

В настоящее время удельный вес восстановленных деталей

в общем объеме поставок новых запасных частей, только по данным АПК, составляет около 8 %.

Таблица 1

Восстановление деталей на ремонтных предприятиях

в 1985–1990 гг.

Уместно привести сведения о восстановлении деталей за рубе-жом. В Японии, восстанавливая изношенные детали, удовлетворяют до 40 % потребности­ в запасных частях, в США, Германии, Авс-трии – до 30...35 %.

в экономически развитых странах на рынке запасных частей восстановленные детали преобладают, они в 1,5...2,5 раза дешевле новых, а по ресурсу, как правило, не уступают им. Это достигается прежде всего за счет участия в ремонте фирм, производящих машины, и специализированных фирм по восстановлению изношенных деталей. Например, на мотороремонтном заводе английской фирмы «Бинз Индастриз Лимитед» ремонтируют ежегодно около 60 тыс. двигателей автомобилей «Форд» и восстанавливают блоки цилиндров, головки блоков, коленчатые и распределительные валы, шатуны, гильзы и другие дорогостоящие детали. Аналогично поставлено восстановление деталей на ремонтных заводах компании «Перкинс» и др. Примером современного организационного и технологического уровня восстановления деталей может служить швейцарская компания Castolin-Eutectic, имеющая дочерние предприятия странах Европы и США. Разработку технологий, оборудования и материалов, документации на восстановление деталей проводят

в исследовательском центре, насчитывающем около двух тысяч спе-циалистов, а также в исследовательских лабораториях, находящихсяразличных странах.

Необходимо особо отметить экономическую эффективность восстановления деталей, исключающего экологически разрушитель-ный и энергоемкий металлургический процесс производства. Поэтому при восстановлении 1 т стальных деталей экономят 180 кВт·ч электроэнергии; 0,8 т угля; 0,8 т известняка; 175 м3 природного газа. Стоимость восстановленных деталей существенно ниже стоимос-ти новых деталей, так как для восстановления работоспособности изношенных деталей требуется на 5…8 технологических операций меньше по сравнению с изготовлением новых деталей.

Очень эффективна электродуговая наплавка при восстановлении крупногабаритных деталей (промежуточных опор тракторов Т-150 и К-700, опорных катков гусеничных тракторов, деталей сцепных уст-ройств автомобилей и тягачей, шкворней, корпусных деталей КПП двигателей автомобилей и др.). При вложении в наплавочные про-цессы затрат на 1 руб. можно получить экономию до 4...5 руб.

Проблема подготовки производства и организации восстановле-ния деталей является более сложной по сравнению с изготовлением новых деталей. Детали, поступающие на восстановление, имеют де-формации, изношенные базы, остаточную термообработку, трещины и пониженную усталостную прочность. Все это требует детального изучения и учета при разработке технологических процессов. Несмотря на это, восстановление и упрочнение деталей позволяет возобновить ресурс машины, а в некоторых случаях значительно его повысить. Исследования показывают, что восстановлением и упроч-нением сопряжений деталей можно увеличить их ресурс в 2,5 раза.

Результаты внедрения ресурсосберегающих технологий восста-новления и упрочнения деталей машин на предприятиях агропро-мышленного комплекса, по данным ВНИИТУВИД «Ремдеталь», представлены в табл. 2

Таблица 2

Эффективность восстановления деталей в 1998–2005 гг.

Предполагается, что в 2011–2013 гг. стоимость восстановленных деталей сохранится на уровне 35...50 % стоимости новых деталей; ресурс восстановленных деталей составит 85...95 %, а ресурс деталей, восстановленных с использованием упрочняющих технологий, – 120...150 %.

Развитие производства по восстановлению изношенных деталей сократит расходы на обслуживание стареющего парка машин и содержание техники в работоспособном состоянии.

Согласно исследованиям специалистов ВНИИТУВИД «Рем-деталь», необходимо развивать два приоритетных направления,оторых проблема восстановления деталей должна занять должное место [3].

1. Восстановление или создание новых участков в АТП по ре-монту топливной аппаратуры, гидроагрегатов, коробок передач и других агрегатов. Эти участки должны обеспечивать отремонтиро-ванными агрегатами весь автотракторный парк предприятия.

2. Модернизация на промышленной основе имеющегося парка машин на специализированных ремонтных заводах и в мастерских. Там в первую очередь должно превалировать в массовом порядке восстановление корпусных деталей, в том числе восстановление их опорных поверхностей.