Разработка технологии восстановления эксплуатационных свойств детали с применением автоматической наплавки в среде защитных газов

6.6.1 Меры безопасности при эксплуатации баллонов и емкостей с газами

При сварке в среде защитных газов, кроме возможностей поражения электрическим током и лучистой энергией, ожогов тела, лица, глаз, вредного воздействия дыма и газов на организм, существуют еще опасности травмирования при эксплуатации баллонов с газами и других емкостей и сосудов для хранения газов.

В большинстве случаев применяемые газы поставляются на предприятия в баллонах под высоким давлением. Перед получением баллонов со склада необходимо их осмотреть и убедиться, что на них нет никаких вмятин и повреждений. Нужно также осмотреть клеймо, чтобы убедиться, что срок годности баллона не истек. После этого надо снять колпак и осмотреть исправность вентиля, проверить наличие газа в баллоне. Для этою надо встать сбоку от вентиля и плавным поворотом специального ключа приоткрыть вентиль. Не допускается открывать вентиль молотком или другим предметом. Убедившись в том, что в баллоне имеется газ, закрывают вентиль, надевают колпак и укладывают баллон в специальную тележку для транспортировки в цех.

Не допускается переноска баллонов на плечах даже на короткие расстояния, так как при случайном падении возможна травма, а при ударе баллона о твердый предмет может произойти взрыв. Взрыв баллона возможен также при eгo резком нагреве, поэтому запрещается отогревать замерзший баллон (или редуктор) с углекислым газом пламенем горелки или струей пара. Для отогревания баллона (или редуктора) с углекислым газом необходимо прекратить отбор газа из баллона, внести его в теплое помещение с температурой 20--25^oС и оставить до полного отогревания. Допускается отогревание замерзшего редуктора водой с температурой не более + 25^oС.

Следует также учитывать, что в процессе работы происходит испарение сжиженной углекислоты. Давление сжиженной углекислоты в баллоне зависит от температуры окружающего воздуха и с повышением ее увеличивается. Так, при изменении температуры воздуха от 0 до 20^oС давление в баллоне изменяется от 35 до 55 ат., поэтому баллоны в помещении нужно располагать так, чтобы расстояние от них до ближайшего нагревательного прибора составляло не менее 5 м.

На рабочем месте баллоны следует хранить либо в вертикальном положении в специальных стойках или шкафах, либо в горизонтальном положении. Во всех случаях баллоны обязательно должны быть закреплены.

При сварке на открытых площадках в зимнее время баллоны с углекислым газом во избежание замерзания следует устанавливать в утепленных помещениях. Для предотвращения замерзания углекислого газа в редукторе перед редуктором должен быть установлен подогреватель. Электрическая спираль подогревателя газа не должна иметь контакта с баллоном. Питание подогревателя должно осуществляться от сети напряжением не свыше 36 В и мощностью 70 Вт, исключающей возможность нагрева баллона.

На крупных предприятиях, где расходуется большое количество углекислого газа, питание установок осуществляется централизованно от контейнеров-накопителей. Площадка, на которой устанавливается контейнер со сжиженным газом, должна иметь металлическое ограждение, чтобы между контейнером и ограждением оставался проход шириной не менее 1 м. Вблизи контейнера не должно быть источников нагрева. При использовании в качестве сосуда-накопителя транспортных автоцистерн площадку оборудуют тельфером соответствующей грузоподъемности для погрузки и разгрузки автоцистерн. При установке на открытом воздухе контейнер со сжиженным углекислым газом должен быть снабжен навесом, защищающим от прямых солнечных лучей и осадков. Рабочее давление в контейнере должно автоматически поддерживаться 8-12 ат.

На площадке подачи защитного газа к сварочным постам должно находиться не более 20 баллонов. На этой же площадке не должно быть посторонних предметов и особенно горючих веществ. Питание подогревателя при централизованном снабжении сварочных постов углекислым газом от контейнеров или рамповой системы должно осуществляться горячей водой или паром.

В процессе эксплуатации контейнеров с сжиженным аргоном освобождение контейнера следует производить только с помощью испарителя. Открывание и закрывание вентилей надо осуществлять плавно, без толчков и ударов. Подтяжку болтов и сальников на вентилях и трубопроводах нельзя производить под давлением. Во избежание обморожения от жидкого аргона нельзя допускать его попадание на открытую кожу.

За эксплуатацией контейнеров и рамп для централизованного использовании газов из баллонов должен быть установлен постоянный контроль за исправностью всей предохранительной аппаратуры. Предохранительные клапаны должны быть тщательно отрегулированы, запломбированы и содержаться в чистоте. Все оборудование (контейнеры, сосуды-накопители, рамповая система), работающее под давлением, должно быть зарегистрировано в органах Госгортехнадзора. К обслуживанию контейнеров (или сосудов накопителей) со сжиженным газом, а также рамповой системы подачи газа к сварочным постам допускаются лица, сдавшие экзамены по «Правилам устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением» (изд. 2-е, М, «Металлургия», 1975 г.) в соответствии с требованием Госкотлотехнадзора.

Баллоны, используемые при газовой сварке и резке металлов, нужно хранить в специальных помещениях; при хранении на открытом воздухе баллоны следует размещать под навесом или под какой-либо другой защитой от воздействия солнечных лучей и осадков. Хранение в одном помещении баллонов с кислородом и баллонов с горючими газами запрещается. На рабочем месте баллон, заполненный газом, должен быть прикреплен целью или хомутом к стене. Перед присоединением к кислородному баллону редуктора нужно продуть запорный вентиль, открывая его на четверть оборота на 1-2 с. При продувке рабочий должен стоять сбоку от штуцера вентиля. Расстояние между баллоном и сварочной горелкой или очагом с открытым огнем должно быть не менее 5 м. Нельзя расходовать полностью весь газ из баллона, следует оставлять в нем давление 1-2 ат на случай проверки на кислородном заводе находящегося в баллоне газа. Ацетиленовые баллоны следует располагать на расстоянии не менее 3-4 м от источников нагрева. Летом баллоны нужно прикрывать от солнца брезентом.

7. Технико-экономическое обоснование

Дипломная работа направлена на решение задачи разработки технологии восстановления эксплуатационных свойств детали с применением автоматической наплавки в среде защитных газов, в частности, углекислого газа.

Поэтому для решения задач повышения эксплуатационных показателей и увеличения срока службы деталей машин используют различные способы поверхностного упрочнения, в частности наплавку, нашедшую широкое применение в производстве разнообразных изделий

Применение предлагаемой технологии может дает следующие результаты:

- увеличение срока службы.

- улучшение качества выпускаемой продукции (улучшение эксплуатационных характеристик).

7.1 Сравнительная характеристика базовой и новой (модернизированной) технологий

При эксплуатации различных механизмов, приходится иногда сталкиваться с необходимостью наплавить металл в том или ином месте детали. Разбитое крепежное отверстие, истертая в процессе эксплуатации поверхность, выкрошенная кромка металлорежущего инструмента, изношенная втулка подшипника.

Во всех этих случаях можно обойтись без замены детали, восстановив ее способом наплавки металла на изношенную часть. Наплавка на деталь металла позволяет не только восстановить первоначальные свойства изделия, но и придать ему совершенно новые ценные качества.

В частности, наплавив на основание из низкоуглеродистой стали слой твердосплавного металла, можно получить износостойкий рабочий орган или режущий инструмент.

Нами предлагается наплавка работающих на истирание с ударными нагрузками - молотков молотковых мельниц. Наплавка осуществляется в среде защитного газа - углекислого газа.

Таблица 7.1

Сравнительные характеристики по базовой и предлагаемой технологиям

7.2 Годовые затраты на изготовление изделий

На данном этапе рассчитываются годовые затраты на изготовление (обработку) годового количества изделий (в соответствии со спецификой технологии).

Материальные затраты (МЗ) определяются исходя из фактического потребления каждого вида материальных ресурсов и цены за единицу измерения данного вида ресурсов в рыночных ценах.

Затраты на оплату труда (ФОТ) определяются исходя из количества рабочих, обслуживающих данную технологию и среднего уровня оплаты труда данной категории рабочих.

Отчисления от заработной платы (ЕСН) определяются в соответствии с законодательно установленным уровнем отчислений на социальное страхование (на 2014 год - 26%) от ФОТ.

Амортизация оборудования (А) зависит от категории оборудования, балансовой стоимости оборудования и рекомендуется брать в среднем 10% от балансовой стоимости.

Прочие затраты (ПЗ) включают затраты на электрическую энергию, топливо, затраты на дополнительные запасные части, затраты на содержание и ремонт, накладные расходы и прочее и рекомендуется брать в размере «ФОТ».

Строка «Затраты на потери от брака» (ЗБ) заполняются при наличии брака. Общая сумма затрат (себестоимость - С) рассчитывается как сумма по всем статьям затрат.

Таблица 7.2

Годовые затраты на изготовление изделий

7.3 Затраты на капитальные вложения

Затраты на капитальные вложения подразумевают дополнительные затраты на модернизацию имеющейся технологии и рассчитываются, если в рамках выпускной квалификационной работы предусмотрено усовершенствование имеющейся технологии.

На данном этапе следует описать все необходимые дополнительные затраты на модернизацию и их общую сумму отразить в таблице 3.

Таблица 7.3

Затраты на капитальные вложения

7.4 Расчет экономического эффекта от применения новой или модернизации имеющейся технологии

На данном этапе рассчитывается экономический эффект в форме прибыли и срок окупаемости дополнительных капитальных вложений (если предлагается модернизация имеющейся технологии).

Таблица 7.4

Расчет экономического эффекта

^*Экономический эффект определяется как разница прибыли от выпуска изделий по новой (модернизированной технологии) и по базовой технологии.

^**Срок окупаемости дополнительных капитальных вложений рассчитывается, если в рамках выпускной квалификационной работы предусмотрена модернизация, требующая капитальных вложений.

В заключении следуют сформулировать выводы о целесообразности и экономической эффективности предлагаемых мероприятий.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Проблема повышения эксплуатационных показателей и увеличения срока службы деталей машин в различных отраслях промышленности эффективно решается использованием различных способов поверхностного упрочнения, в частности наплавки, нашедшей широкое применение в производстве деталей и изделий.

2. В дипломной работе проведен анализ (обзор научно-технической литературы и патентные исследования) современных технологий восстановления эксплуатационных свойств деталей с применением методов наплавки.

3. В промышленности применяют различные технологии наплавки. Настоящая дипломная работа посвящена технологии автоматической наплавки в среде защитных газов, в частности, в среде углекислого газа.

4. Наплавка в среде СО₂ имеет целый ряд преимуществ: высокую степень концентрации дуги и плотности тока, дающих минимальную зону структурных изменений металла; большую степень защиты сварочной ванны от воздействия внешней среды; существенную производительность; возможность наблюдения за формированием шва, сварки металла различной толщины (от десятых долей до десятков миллиметров), производства сварки в различных пространственных положениях, механизации, автоматизации технологического процесса; незначительную чувствительность к ржавчине и другим загрязнителям основного металла.

5. В дипломной работе рассмотрены, проанализированы и приведены составы и характеристики применяемых наплавочных материалов.

6. В дипломной работе предложена технология восстановления эксплуатационных свойств молотков молотковых мельниц с применением автоматической наплавки в среде углекислого газа.

7. При наплавочных работах нет необходимости в глубоком проплавлении основного металла. Поэтому основным фактором при наплавке является устойчивость горения дуги. Для устойчивости горения дуги силу тока необходимо принимать в зависимости от диаметра электродной проволоки.

8. В дипломной работе уточнены параметры технологического процесса восстановления эксплуатационных свойств молотков с применением автоматической наплавки в среде углекислого газа.

9. Выданы практические рекомендации ввиде технологических характеристик наплавки:

- наплавляемая деталь - молоток ММ-03-01.029 для молотковой мельницы;

- автоматическая наплавка в среде углекислого газа;

- тип наплавляемого металла - сталь 11ГЗС;

- твердость наплавленного металла - 65 HRC;

- расчетная сила тока - 94,2 A;

- напряжение дуги - 19,4 В,

- расход СО2 - 8,8 л/мин

10. Проведено технико-экономическое обоснование выбранной технолог

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Раховский В.И. Физические основы коммутации электрического тока в вакууме. М.: Наука, 1970. 536 с.

2. Аксенов И.И., Хороших В.М. Потоки частиц и массоперенос в вакуумной дуге. М.: ЦНИИ атоминформ, 1984. 57 с.

3. Аксенов И.И., Падалка В.Г., Хороших В.М. Формирование потоков металлической плазмы: Обзор. - М.:

4. Восстановление деталей машин: Справочник / Ф.И. Пантелеенко, В.П. Лялякин, В.П. Иванов, В.М. Константинов; Под ред. В.П. Иванова.- М.: Машиностроение, 2003.-672 с.

5. Восстановление изношенных деталей автоматической вибродуговой наплавкой. Челябинск, Кн. Изд., 1956.-207 с.

6. Восстановление изношенных деталей наплавкой трубчатыми электродами. М., ЦБТИ, 1960.-33 с.

7. Технология и оборудование сварки плавлением и термической резки: Учебник для вузов.- 2-е изд. Испр. и доп./ А.И. Акулов, В.П. Алехин, С.И. Ермаков и др./ Под ред. А.И. Акулова.- М.: Машиностроение, 2003.-560с.

8. Хасуи А., Моригаки О. Наплавка и напыление / Пер.с яп. В.Н. Попова. Под ред. В.С. Степина, Н.Г. Шестернева. М.: Машиностроение,1985.-240с.

9. Износостойкость сплавов, восстановление и упрочнение деталей машин / Под общей ред. В.С. Попова.- Изд. ОАО Мотор Сич.- Запорожье, 2006.- 420 с.

10. Грохольский, Н.Ф. Восстановление деталей машин и механизмов сваркой и наплавкой.- М.: Машиностроение.-1966.-275 с.

11. Восстановление изношенных деталей автоматической вибродуговой наплавкой. Челябинск, Кн. Изд., 1956.-207 с.

12. Шадричев В.А. «Основы технологии автостроения и ремонт автомобилей». М., Машиностроение, 1976, 560 стр.

13. Э.С. Каракозов, Р.И. Мустафаев "Справочник молодого электросварщика" - М. 1992

14. Оборудование для механизированной дуговой сварки и наплавки А.И. Чвертко, В.Е. Патон, В.А. Тимченко. Под редакцией д.т.н. А.И. Чвертко, Издательство: Машиностроение1981

15. Электродуговая сварка и наплавка под керамическими флюсами К.В. Багрянский Техника 1976

16. Сварочные работы. Сварка, резка, пайка, наплавка Л.А. Колганов Издательство: Дашков и Ко 2003

17. Электроконтактная наплавка Ю.В. Клименко. Под ред. Э.С. Каракозова Издательство: Металлургия 1978

18. Оборудование для механизированной дуговой сварки и наплавки А.И. Чвертко, В.Е. Патон, В.А. Тимченко Издательство: Машиностроение 1981

19. Наплавка металлов С.Я. Шехтер, А.М. Резницкий Издательство: Машиностроение 1982

20. Многоэлектродная наплавка В.В. Меликов Издательство: Машиностроение 1988

21. Амосов В.М., Карелин Б.А., Кубышкин В.В. Электродные материалы на основе тугоплавких металлов. М.: Металлургия, 1976. 223 с.

22. Антошин Е.В. Газотермическое напыление покрытий. М.: Машиностроение, 1974. 97 с.

23. Багрянский К.В., Добротина 3.А., Хренов К.К. Теория сварочных процессов. М.: Высшая школа, 1976. 424 с.

24. Байкалова В.Н. Восстановление деталей сельскохозяйственных машин, М.: Колос, 1979. 81 с.

25. Бугаев В.Н. Эксплуатация и ремонт форсированных тракторных двигателей. М.: Колос, 1981. 208 с

26. Войнов Б.А. Износостойкие сплавы и покрытия. М.: Машиностроение, 1980. 120 с.

27. Воловик Е.Л. Справочник по восстановлению деталей. М.: Колос, 1981. 351 с.

28. Горохов В.А., Руденко П. А. Ремонт и восстановление коленчатых валов. М.: Колос, 1978. 159 с.

29. Ерохин А.А. Основы сварки плавлением М.: Машиностроение, 1973. 477с.

30. Захаров П.В. Технология. Высокоэффективные сварочные методы упрочнения в тракторном и сельскохозяйственном машиностроении / ЦНИИТЭИ - тракторосельхозмаш, Вып. 10. 1984. 74 с

31. Ильницкая А.В., Королева В.А., Левин А.И. О сочетании действий физических и химических факторов при промышленном использовании плазменных процессов//Гигиена и санитария. 1981. С. 30-32.

32. Китаев А.М., Китаев Я.А. Справочная книга сварщика. М.: Машиностроение, 1985. 256 с.

33. Косилов А.И. Плазменная наплавка деталей порошковыми композициями // Техника в сельском хозяйстве. 1983. № 1. 51 с.

34. Костиков В.И., Шестерин Ю.А. Плазменные покрытия. М.: Металлургия, 1978. 160 с.

35. Кох Б.А. Основы термодинамики металлургических процессов сварки. Л.: Судостроение, 1975. 240 с.

36. Кравцов Т.Г., Сторожев В.П. Восстановление деталей при ремонте судов. М.: Транспорт, 1981. 119 с.

37. Кубатка В.Г., Круглое П.С. Электродуговая металлизация и сварка проволокой ПАНЧ-11 при ремонте // Сварочное производство. 1984. №12. 31с.

38. Кудинов В.В., Иванов В.М. Нанесение плазмой тугоплавких покрытий: М.: Машиностроение, 1981. 192 с.

39. Петров Г.Л., Тумарев А.С. Теория сварочных процессов. М.: Высшая школа, 1977. 392 с.

40. Лившиц П.С. Металловедение для сварщиков. М.: Машиностроение, 1979. 263 с

41. Масино М.А. Организация восстановления автомобильных деталей. М.: Транспорт, 1981. 176 с.

42. Нигородов В.В., Ерошкин В.Г. Восстановление коленчатых валов автотракторных двигателей // ЦНИИТЭИ. Госкомсельхозтехника СССР. 1981. 49 с.

43. Никитин М.Д., Кулик А.Я., Захаров Н.И. Теплозащитные и износостойкие покрытия деталей дизелей. Л.: Машиностроение, 1977. 168 с.

44. Новожилов Н. М. Основы металлургии дуговой сварки в газах. М.: Машиностроение, 1979. 231 с.

45. Рыкалин Н.Н. Производительность и эффективность процесса проплавления металла сварочной дугой // Процессы плавления основного металла при сварке. М.: АН СССР, 1960. С. 5-69.

46. Потапьевский А.Г. Сварки в защитных газах плавящимся электродом. М.: Машиностроение, 1974. 237 с.

47. Руге Ю. М. Техника сварки: Справочник. М.: Металлургия, 1984. 552 с.

48. Ульман И.Е., Тонн Г.А., Черноиванов В.И. Восстановительная наплавка коленчатых валов дизельных двигателей/ / Сварочное производство. 1982. №5. 34 с.

49. Справочник технолога авторемонтного производства / Под ред. Г.А. Малышев. - М.: Транспорт, 1977. - 432с.

50. Ремонт автомобилей / С.И. Румянцев, А.Г. Боднев, Н.Г Бойко и др.; Под ред. С.И. Румянцева. - М.: Транспорт, 1989. - 479с.

51. Воловик В.Е. Справочник по восстановлению деталей. - М.: Колос, 1981. - 351 с.

Размещено на Allbest.ru