Проектирование технологического процесса ремонта валика подъемника автосцепки СА-3

Технология изготовления и ремонта вагонов является наукой, которая изучает сущность, взаимосвязь, развитие многочисленных и разнообразных технологических процессов, используемых при изготовлении и ремонте вагонов в целом, их сборочных единиц и деталей. Сложны и разнообразны процессы изготовления и ремонта вагонов. Для их осуществления требуются значительные затраты труда и времени, необходимы различные технологические оборудования и оснастка.

Курсовое проектирование по технологии производства и ремонта вагонов выполняется с целью закрепления знаний, полученных при изучении этой дисциплины.

1. Анализ исходных данных для разработки технологического процесса.

1.1 Назначение детали (сборочной единицы).

Автосцепка СА-3 обеспечивает: автоматическое сцепление при соударении единиц подвижного состава с различными маневровыми скоростями; автоматическое запирание замка в нижнем положении у сцепленных автосцепок, что устраняет самопроизвольное расцепление на ходу поезда (саморасцеп); расцепление подвижного состава без захода человека между концевыми балками и удержание механизма в расцепленном положении до разведения автосцепок; автоматическое возвращение механизма в положение готовности к сцеплению после разведения автосцепок; восстановление сцепления у ошибочно расцепленных автосцепок без их разведения; маневровую работу толчками (работа «на буфер»), когда при соударении автосцепки не сцепляются.

Автосцепка СА-3 (рисунок 1.1) является тягово-ударной нежесткого типа. Она состоит из корпуса 9 и деталей механизма сцепления: замка 4, замкодержателя 3, предохранителя 8, подъемника 10, валика подъемника 6.

Головная часть автосцепки (голова) переходит в удлиненный пустотельный хвостовик, в котором имеется отверстие 7 для размещения клина, соединяющего автосцепку с тяговым хомутом. Голова автосцепки имеет большой 2 и малый 5 зубья. В пространство между малым и большим зубьями, в так называемый зев автосцепки, выступают замок 4 и замкодержатель 3, взаимодействующие в сцепленном состоянии со смежной автосцепкой.

Большой зуб имеет три усиливающих ребра: верхнее, среднее и нижнее, плавно переходящие в хвостик и соединенные между собой перемычкой. Голова автосцепки заканчивается сзади упором 1, предназначенным для передачи при неблагоприятном сочетании допусков на основные размеры жесткого удара на хребтовую балку через концевую балку рамы вагона и ударную розетку.

Рисунок 1.1. Автосцепка СА-3.

Валик подъемника (рисунок 1.2) предназначен для поворота подъемника замка при расцеплении автосцепок и ограничения выхода замка из кармана корпуса в зев собранной автосцепки. Балансир 7, соединяемый с цепью расцепного привода, облегчает возвращение валика подъемника в исходное положение после разведения автосцепок и в других случаях. Стержень валика состоит из толстой 2, тонкой 4 цилиндрических и квадратной 3 частей. В собранной автосцепке цилиндрические части располагаются в соответствующих отверстиях корпуса, а квадратная часть находится в отверстии подъемника. Толстая цилиндрическая часть удерживает замок от выпадания; имеющаяся на ней выемка 5 предназначена для запорного болта. Конические углубления на балансире 7 и на торце 6 стержня служат для центровки валика подъемника на станке при обработке поверхностей стержня во время ремонта.

Рисунок 1.2 — Валик подъёмника Технические требования к автосцепному устройству Расстояние от головок рельсов до оси автосцепки для нового и эксплуатируемого порожнего подвижного состава (вагоны и локомотивы) должно быть не более 1080 мм, для эксплуатируемых грузовых груженых вагонов — не менее 950 мм, пассажирских вагонов и локомотивов (груженых и с экипировкой) — не менее 980 мм, для вновь изготавливаемых грузовых, пассажирских вагонов и локомотивов (не загруженных и без экипировки) — не менее 1040 мм.

Вертикальное смещение продольных осей автосцепок зависит от типа подвижного состава, его состояния, степени загрузки и др. Для новых автосцепок, имеющих номинальные размеры, предельное расстояние по вертикали между их продольными осями, позволяющее осуществить сцепление, составляет 240 мм, а для изношенных, но еще отвечающих эксплуатационным нормам, — около 150 мм. Однако сцепление при такой разнице уровней будет ненадежным из-за недостаточного размера площадки зацепления замков, что приводит к смятию их кромок. По этой причине в случае прохода подвижного состава по неровным участкам пути (пучины, просадки) может произойти разъединение автосцепок. Поэтому Правилами технической эксплуатации железных дорог РФ допускается расстояние по высоте между продольными осями сцепленных автосцепок вагонов в грузовом поезде не более 100 мм.

Ширина окна в переднем упоре должна обеспечивать отклонение автосцепки при прохождении подвижного состава по кривым участкам пути наименьшего радиуса, предусмотренного нормативными документами. Зазор между тяговым хомутом и потолком хребтовой балки или ограничительными планками 4 должен быть не более 24 мм.

Расстояние от упора головы автосцепки до оси зацепления, равное 350 мм, может быть изменено по согласованию с МПС.

Отклонение продольной оси автосцепки от горизонтального положения вверх не должно превышать 3 мм, а вниз (провисание) — 10 мм. Оно определяется как разность высот над уровнем головок рельсов точек, а (по оси зацепления) и б (у опоры автосцепки на центрирующую балочку). Такой диапазон отклонений продольной оси автосцепки от горизонтали выбран для облегчения условий работы маятниковых подвесок. При натяжении или сжатии сцепленные автосцепки стремятся занять горизонтальное положение. Поэтому автосцепки, отклоненные вверх, растягивают маятниковые подвески, которые при значительных продольных силах могут оборваться.

Ограничение отклонения автосцепки вверх облегчает также прохождение сцепа вагонов через горб сортировочной горки и переходные мосты паромных переправ. Провисание автосцепки улучшает условия работы маятниковых подвесок, но провисание более 10 мм приводит к неравномерному износу поверхностей касания сцепленных автосцепок.

Стандартом также установлены следующие расстояния: (330 ± 10) мм — от оси автосцепки до упругой площадки пассажирского вагона и 55⁺²⁰ мм — между упорной поверхностью упругой площадки пассажирского вагона и осью зацепления автосцепки. Контур зацепления выполняется по ГОСТ 21 447–75.

1.2 Технические условия на ремонт.

С целью поддержания в исправном состоянии вагоны грузового парка подвергаются типовому ремонту в вагонном депо. Плановый ремонт должен обеспечивать безотказную работу вагонов в межремонтный период.

Выход из строя отдельных узлов и деталей вызывающий необходимость достаточного ремонта вагонов, свидетельствует о недостаточной надежности вагонов, низком качестве ремонта или неправильной эксплуатацией.

Для ремонта автосцепного устройства в вагонном депо предусмотрены специализированные участки. В нем устанавливаются всевозможные стенды для проведения технологических операций по контролю и ремонту осей.

1.3 Условия эксплуатации.

Автосцепное устройство используются в сложных условиях эксплуатации: различных температурных режимах (от -50⁰С до +60⁰С); различных режимах атмосферного давления и влажности; различной интенсивностью использования и простоя вагона; и т. д.

1.4 Виды трения и изнашивания взаимодействующих поверхностей с указанием действующих сил.

В эксплуатации вагонов большое воздействие на работоспособность деталей несут различные виды внешнего трения.

Виды и характеристики внешнего трения:

Внешнее трение — явление сопротивления относительно соприкосновения, возникающее между двумя телами в зонах соприкосновения поверхностей, направленное по касательным к ним.

Сила трения — сила соприкосновения при относительном перемещении одного тела по поверхности другого под действием внешней силы тангенциально направленной к общей границе между этими телами.

Скорость скольжения — разность скоростей тел в точке касания при скольжении.

Коэффициент трения — отношение силы трения двух тел к нормальной силе, прижимающей эти тела друг к другу.

Трение покоя — трение двух тел, находящихся в движении относительно друг друга.

Трение без смазочного материала — это трение двух тел при отсутствии на поверхности трения введенного смазочного материала любого вида.

Трение со смазочным материалом — трение двух тел при наличии на поверхности любого смазочного материала.

Трение скольжения — трение движения, при котором скорости тел в течении касания различны по значению или направлению.

Трение качения — трение движения, при котором скорости соприкасающихся тел одинаковы по направлению и значению.

Трение качения с проскальзыванием — трение движение соприкасающихся тел при одновременном трении качения и скольжения в зоне контакта.

2. Проверка шаблонами и выбор способа восстановления.

Ремонт и проверка автосцепного устройства подвижного состава производятся в контрольных пунктах автосцепки (КПА) депо и отделениях по ремонту автосцепки вагонои локомотиворемонтных заводов, имеющих специальные удостоверения установленной формы, выдаваемые Департаментом вагонного хозяйства (ЦВ) МГТС России.

Размещение технологической оснастки в пунктах ремонта автосцепного устройства должно обеспечивать выполнение требований настоящей Инструкции, а также техники безопасности и промышленной санитарии.

КПА является самостоятельным цехом депо или отделением вспомогательного (заготовительного, механического) цеха. Пункт должен иметь: необходимое для ремонта автосцепного устройства сварочное и стендовое оборудование; приспособления и станки для обработки наплавленных поверхностей деталей; подъемно-транспортные устройства, обеспечивающие механизацию всех работ, связанных с подъемом и перемещением тяжелых деталей; шаблоны для проверки деталей автосцепного устройства; производственную площадь для размещения перечисленного оборудования в соответствии с правилами и требованиями техники безопасности. Шаблоны должны соответствовать действующим техническим требованиям, утвержденным ЦВ МПС. Шаблоны проверяются на ремонтных предприятиях не реже одного раза в год с постановкой даты проверки согласно Методическим указаниям контроля СДК для автосцепных устройств вагонов РД 32 ЦВ-ЦЛ 027—91.

Валик подъемника проверяют шаблоном 919р. Утолщенная и тонкая цилиндрические части стержня валика подъемника должны свободно входить соответственно в большое 4 (рис. 8.44) и малое 1 кольца шаблона, расположенные соосно, и вращаться в них. Кроме того, толстая и тонкая цилиндрические части стержня не должны входить в непроходные вырезы 2 и 3 соответственно (узлы // и ///). Вырез 3 является непроходимы и для квадратной части стержня (узел III).

Длину толстой цилиндрической части проверяют по непроходному 8 (узел I и проходному 7 (узел IV) вырезам в листе шаблона. Проходной вырез 5 служит для проверки квадратной части стержня валика подъемника, которая должна свободно входить в него (узел VI). Контрольный буртик 6 шаблона должен полностью входить в паз валика подъемника, предназначенный для запорного болта (узел V).

Рисунок 2.1 — Положение валика подъемника при проверке шаблоном 919р

Значительную часть в общем, объеме работ по ремонту деталей автосцепного устройства составляют электросварочные работы, причем наибольшее время затрачивается на наплавку изношенных поверхностей.

Наплавочные работы ведут следующими способами:

ручным дуговым — штучными электродами или пучком таких электродов;

полуавтоматическим — сварочной проволокой под флюсом или порошковой проволокой. При данном способе наплавки используется подающее устройство шлангового полуавтомата;

полуавтоматическим — пластинчатым электродом под флюсом;

многоэлектродным автоматическим — сварочной проволокой под флюсом на специальной установке с одновременной подачей шести проволок (электродов).

Ручная дуговая наплавка является наиболее распространенным способом. Однако он наименее производителен, так как наибольший ток для наплавки открытой дугой стальным электродом диаметром 4—6 мм составляет только 200—350 А. Увеличение тока приводит к сильному разбрызгиванию металла, перегреву электрода и ухудшению формирования валика. В результате ручной дуговой сварки получается неровная поверхность наплавленного металла, что вызывает необходимость давать припуск на обработку до 2−3 мм.

Многоэлектродная автоматическая наплавка под флюсом представляет собой наплавку перемещающейся дугой, возбужденной между основным металлом и электродами. По мере расплавления одного электрода длина (сопротивление) дуги увеличивается, и дуга возникает между другим электродом или группой электродов, находящихся на более близком расстоянии от наплавляемой поверхности. Сварочная проволока (электроды) автоматически подается из специальных кассет. При попеременном плавлении электродов уменьшается глубина проплавления основного металла, и его масса составляет не более 1/5 массы наплавленного металла. При многоэлектродной наплавке можно увеличить ток до 1200 А, что повышает производительность процесса.

Для наплавки пластинчатым электродом из малоуглеродистом стали толщиной 3—4 мм не требуется сварочных автоматов и калиброванной сварочной проволоки. В этом случае, как и при многоэлектродной наплавке, обеспечивается сварка хорошего качества. Ширина и длина пластины (электрода) соответствуют размерам наплавляемой поверхности. На наплавляемую поверхность насыпают слой флюса толщиной 4 мм, а затем укладывают электрод по специальным упорам флюсоудерживающего устройства. Один конец электрода замыкают на деталь, а другой подсоединяют через держатель к проводу от сварочного трансформатора. На электрод опять насыпают слой флюса толщиной 15−20 мм, а сверху флюса кладут груз для лучшею формирования сварочного валика при расплавлении электрода. После этого от электрода отодвигают установочные упоры и включают сварочный ток. В месте контакта электрода с поверхностью возникает дуга, и электрод начинает плавиться, причем сварочный процесс происходит автоматически до полного расплавления пластины.

Описанный способ позволяет изменять толщину наплавки за счет укладки в нужном месте дополнительной пластины соответствующею размера. Кроме того, при этом способе легко достигается повышение твердости, а следовательно, и износостойкости наплавленного металла за счет введения в сварочную ванну легирующих присадок.

Несмотря на наличие отработанных технологий наплавки изношенных мест деталей под флюсом, в практике ремонта автосцепки наиболее эффективным является способ наплавки порошковой проволокой с помощью шлангового полуавтомата. Этот способ совмещает в себе маневренность, присущую ручной дуговой сварке, и высокую производительность труда, характерную для автоматической наплавки в среде защитных газов.

Для изнашиваемых деталей автосцепного устройства большое значение имеет износостойкость наплавленных поверхностей, поэтому все поверхности деталей, за исключением труднодоступных для обработки, должны восстанавливаться износостойкими наплавками.

Все сварочные и наплавочные работы при ремонте автосцепного устройства выполняются в соответствии с требованиями Инструкции по сварке и наплавке при ремонте вагонов и контейнеров РТМ 32 ЦВ-201−88.

Перед ремонтом деталь очищают от грязи, проверяют и определяют отклонения их размеров в соответствии с Инструкцией по ремонту и обслуживанию автосцепного устройства подвижного состава железных дорог РФ. Изогнутые детали перед правкой предварительно прогревают, а затем правят до размеров, предусмотренных соответствующими чертежами или шаблонами.

Качество наплавленной поверхности детали оценивают визуально. Наплавленная поверхность по классу чистоты должна соответствовать литейной поверхности, иметь чистый серебристый цвет при отсутствии явных изъянов. В лабораторных условиях выборочно определяют твердость наплавленной поверхности и толщину наплавленного слоя методами неразрушающего контроля. После наплавки детали подвергают механической обработке для придания им соответствующих размеров и шероховатости поверхности.

Ремонт изношенных поверхностей валика подъемника производят с помощью ручной сварки с использованием специальных приспособлений. Наплавленные поверхности утолщенной и тонкой цилиндрических частей валика подъемника обрабатывают в центрах на токарном станке или вместо патрона станка на шпиндель наворачивают специальную планшайбу, которая центрирует валик подъемника по наружной поверхности его балансира.

Обработанные валики подъемника подаются на слесарный верстак для скругления острых кромок, зачистки места для клейма, постановки соединительного звена, проверки шаблоном и постановки клейма.

3. Разработка технологических операций.

При проектировании операций для каждой из деталей должны быть выбраны оборудование, приспособления, режущие и мерительные и мерительные инструменты, назначены допуски на операционные размеры и пространственные отклонения, рассчитаны припуски и операционные размеры, режимы и нормы времени. Операция делится на технологические и вспомогательные переходы, установки, позиции, рабочие и вспомогательные ходы, приемы.

При выборе способа восстановления изношенных деталей необходимо учитывать, что дуговыми способами наплавляются и свариваются до 85%дефектных деталей.

Технологический процесс рекомендует последовательность операций и переходов, с помощью которых осуществляется восстановление изношенной детали. Основными этапами разработки технологического процесса наплавки является:

— подготовка деталей к наплавке;

— выбор наплавленных материалов;

— расчет параметров режима наплавки;

— выбор наплавочного оборудования и приспособлений;

— разработка техники исполнения наплавочных работ;

— выбор метода контроля наплавке; составление операционной карты.

Детали, подлежащие наплавке, очищают от грязи, масла, ржавчины, после чего их сортируют и определяют возможность и целесообразность восстановление наплавкой. После очистки деталей, определяют величину и характер износа детали, наличие трещин, вмятин, наклепа и т. д. Не удаленные перед наплавкой трещины остаются под слоем наплавленного металла и в процессе эксплуатации распространяются в основной и наплавленный металл.

При наплавке деталей, пазы или канавки, которые необходимо сохранить, заделывают медными, графитовыми или угольными вставками. Поверхности детали, которые необходимо защитить от брызг расплавленного металла, закрывают асбестом.

Техника выполнения сварочных работ определяется способом наплавки.

3.1 Режим ручной дуговой наплавки.

Диаметр электрода для ручной дуговой сварки выбирается в зависимости от толщины свариваемого металла, геометрией сварочного элемента и положения сварки в пространстве.

Выбираем электрод Э42 марки АНО-1 с коэффициентом наплавки 15; с умеренным разбрызгиванием и расходом электродов на 1 кг наплавленного металла равным 1,7.

Толщина наплавленного слоя:

д_н = д_из + д_{0 ,} (4.1).

где д_из — величина износа, д_из = 3 мм.

д₀ — величина припуска на последующую механическую обработку, д₀ = 2 мм.

д_н = 2 + 2 = 4 мм.

Зная толщину наплавленного слоя выберем диаметр электрода d_эл = 4 мм.

Длина одного валика:

b = (2−4) • d_эл, (4.2).

b = 2 • 4 = 8 мм Определим величину сварочного тока для электрода диаметром 4 мм по формуле:

(4.3).

Где J_н — сила тока, А;

d_эл — диаметр электрода, мм.

J_нп = 3.14*16/4*14 =175,8 А.

J_н=(20+6d_эл)d_эл.

J_н=(20+24)4=176А Напряжение дуги:

U_д = 20 + 0,04 • J_св (4.4).

U_д = 20+0,04 • 176 = 27,04 В Площадь наплавленной поверхности, мм²;

F_H = 0,75 • b • д_н (4.5).

F_н=0.75*8*4=24.

Скорость наплавки:

V_н =, (4.7).

Где б_н — коэффициент наплавки, г/А• ч;

с — плотность металла шва, с = 7,8 г/см³.

V_н = = 14 см/ч.

3.2 Режим автоматической наплавки под плавленым флюсом.

Автоматическая наплавка под флюсом по сравнению с ручной дуговой имеет ряд преимуществ:

— улучшение качества наплавленного слоя;

— увеличение производительности труда;

— уменьшение расхода наплавочных материалов и более экономное расхода легирующих элементов;

— уменьшение расхода электроэнергии;

— улучшение условий труда.

Выбираем электрод СВ — 08Г2С, флюс АН — 348, диаметр электрода d_эл = 1,2 мм.

Рассчитаем величину тока наплавки:

J_н =, (4.8).

Где j — плотность тока, j = 140 А/мм².

J_н = = 158,26 А.

Напряжение дуги:

U_д = 22 + (4.9).

U_д = 22 + = 25,17 В Скорость подачи электрода:

V_эл = (4.10).

Где б_р — коэффициент расплавления;

с — плотность металла проволоки, г/см³.

Коэффициент расплавления электродной проволоки сплошного сечения при наплавке под флюсом определяется по формулам:

Для переменного тока ;

б_р = 2,0 + (4.11).

б_р = 2,0 + = 13,48.

Скорость подачи электрода для переменного тока:

V_эл = = 242 см/ч Шаг наплавки определяется из условия перекрытия валиков на ½ — 1/3 их ширины:

S = 3 • d_эл (4.12).

S = 3 • 1,2 = 3,6 мм Скорость наплавки по формуле 4.7:

V_н = = 35,22 см/ч Коэффициент наплавки:

б_н = б_р • (1 —) (4.15).

где ц — коэффициент потерь металла сварочной проволоки на угар и разбрызгивание,.

ц = (1 — 3) %.

б_н = 13,48 • (1 —) = 13,21.

Площадь поперечного сечения наплавленного валика:

F_H = S • а • д_н (4.16).

Где, а — коэффициент, учитывающий отклонения площади наплавленного валика от площади прямоугольника, а = (0,6−0,7).

F_H = 4• 0,6 • 3,6=8,64.

Частота вращения, об/мин, наплавляемой детали:

n = (4.17).

где Д — диаметр наплавляемого слоя.

n = = 6,1 об/мин вылет электродной проволоки существенно влияет на сопротивление цепи питания дуги. С увеличением вылета возрастает сопротивление и, следовательно, значительно нагревается конец электродной проволоки. В результате этого возрастает коэффициент наплавки, снижается ток, уменьшается глубина проплавления основного материала. Ориентировочная величина вылета:

h = (10−12) • d_эл (4.18).

h = 10• 1,2=12мм Для предупреждения стекания металла и лучшего формирования наплавленного металла электродную проволоку смещают «от зенита» детали в сторону, противоположную направлению ее вращения. Величина смещения электрода «от зенита» зависит от диаметра детали и находится:

а = (0,05 — 0,07) • Д (4.19).

а = 0,06• 30,5=1,83.

Толщина флюса зависит от тока наплавки, и равна 25 мм.

Выбирая род тока, следует учитывать экономические и эксплуатационные преимущества переменного тока перед постоянным. Однако детали небольших размеров лучше наплавлять постоянным током обратной полярности.

Для автоматической наплавки под флюсом обычно применяется установка, состоящая из модернизированного токарного станка, подающего механизма, флюсоподающего устройства и источника питания. В качестве вращателя используется изношенный токарный станок, частота вращения которого снижается в 20 — 30 раз. Для этого между электродвигателем привода и первым валом коробки скоростей устанавливается редуктор.

4. Нормирование технологического процесса.

На этом этапе устанавливают исходные данные, необходимые для расчетов норм времени и расхода материалов. Производят расчет и нормирования затрат труда на выполнения процесса, норм расхода материалов, необходимых для реализации процесса. Определяют разряд работ и профессий исполнителей для выполнения операций в зависимости от сложности работ.

Существуют несколько методов определения себестоимости: бухгалтерский, поэлементный расчетный и поэлементный нормативный.

Более точным является поэлементный метод расчета всех составляющих себестоимости. При этом затраты, которые остаются неизменными в сравниваемых вариантах, можно не учитывать. Такая себестоимость называется технологической и имеет следующий состав:

С_т = С_мат + ФОТ + С_э + С_ам + С_т.р, (4.1).

Где С_мат — затраты на основные и сварочные материалы, (сталь и другие сплавы, идущие на изготовление деталей, электроды, защитный газ и др.).

ФОТ — фонд оплаты труда, (основная и дополнительная заработная плата и отчисление на социальные нужды);

С_э — расходы на электроэнергию, затраченную на технологические нужды;

С_ам — отчисления на амортизацию оборудования;

С_т.р — расходы на содержания и текущий ремонт оборудования.

Стоимость электродных материалов:

С_мат = С_эл + С_защ, (4.2).

Где С_эл — стоимость электродных материалов, руб;

С_защ — стоимость защитных материалов (флюс, газ), руб.

Стоимость электродных материалов:

С_эл = Ц_эл • G_эл, (4.3).

Где Ц_эл — оптовая цена электродов, Ц_эл =0,1 999 руб/г;

G_эл — масса электродных материалов, г.

Расход электродных материалов при ручной дуговой наплавке:

G_эл = G_н • К_р, (4.4).

Где G_н — масса наплавленного металла, г;

К_р — коэффициент расхода, К_р=1,5.

Масса наплавленного металла при ручной дуговой наплавке деталей типа тел вращения:

G_н =, (4.5).

где — длина наплавленной поверхности, мм;

с — плотность металла, с = 7,8? 10^-3, г мм;

G_н = = 47,8 г Расход электродных материалов при ручной дуговой наплавке по формуле 5.4:

G_эл = 47,8 • 1,5 = 71,7 г.

Стоимость электродных материалов находим по формуле 4.3:

С_эл = 0,1 999 •71,7 = 1,43 р.

Затраты на основные и сварочные материалы по формуле 4.2:

С_мат = 1,43 + 0 = 1,43 р.

Заработная плата производственных рабочих:

ФОТ₀ = С_ч • Т_шт (4.6).

Где С_ч — часовая тарифная ставка рабочего, С_ч = 23,971 р.

Т_шт — норма штучного времени.

Норму штучного времени определяют по формуле:

Т_шт = _, (4.7).

Где t_о — основное время наплавки:

К — поправочный коэффициент, учитывающий использование сварочного стола, К = 0,55.

t₀ =, (4.8).

Основное время наплавки:

t₀ = 47,8/15*176 = 0,018 ч Норму штучного времени:

Т_шт = 0,018/0,5= 0,036 ч Заработная плата производственных рабочих:

ФОТ₀ = 23,971 • 0,036 = 0,86 р.

Фонд оплаты труда:

ФОТ = ФОТ_о • к_под (4.9).

Где к _под — коэффициент, учитывающий дополнительную заработную плату и отчисления в социальные фонды, к _под = 1,5.

ФОТ = 0,86 • 1,5 = 1,29 р.

Стоимость электроэнергии:

С_э = Ц_э • А (4.10).

Где Ц_э — цена электроэнергии;

А — расходы электроэнергии, кВт • ч.

А = (4.11).

Где з — КПД источника тока, з = 0,7.

щ — мощность, расходуемая при холостом ходе, щ = 3 кВт.

А = = 0,176 кВт.

Стоимость электроэнергии:

С_э = 1,0932 • 0,176 = 0,192 р.

Ежегодные отчисления на амортизацию оборудования:

С_ам = q_ам • к_об/100 (4.12).

Где q_ам — норма амортизационных отчислений, q_ам = 11%;

к_об — стоимость оборудования, к_об = 15 000 р.

С_ам = 15 000 • 11/100 = 1650 р.

Расходы на содержания и текущий ремонт оборудования:

С_тр = q_ам • 0,2.

С_тр = 15 000 • 0,2 = 3000 р.

Предположим, что план предприятия 4500 вагонов в год.

Себестоимость технологическая:

С_т = 4500 • (1,43 +1,29 + 0,192) + 1650 + 3000 = 17 754 р.

Масса наплавленного металла при автоматических способах наплавки:

G_н = (4.13).

Где t — основное время наплавки:

t₀ = (4.14).

t₀ = = 0,013 ч.

Расход электродных материалов при автоматических способах наплавки:

G_н = = 27,7 г.

Масса электродной проволоки, расходуемой для автоматической наплавки:

G_эл = G_н • (1 +) (4.15).

G_эл = 27,7 • (1 +) =28,3 г.

Стоимость электродных материалов по формуле 4.3:

С_эл = 0,1 999•28,3 = 0,57 р.

Стоимость флюса, необходимого для автоматической наплавки под флюсом:

С_ф = Ц_ф • G_ф (4.16).

Где Ц_ф — цена флюса, Ц_ф=0,0154 руб/г;

G_ф — масса флюса, г.

Масса флюса:

G_ф = (1,05 — 1,10) • G_н (4.17).

G_ф = 1,06 • 27,7 = 29,36 г.

Стоимость флюса:

С_ф = 0,0154• 29,36 = 0,45 р.

Стоимость электродных материалов по формуле 4.2:

С_мат = 0,45+ 0,57= 1,02 р.

Норму штучного времени по формуле 5.7:

Т_шт = =0,022 мин Заработная плата производственных рабочих по формуле 4.7:

ФОТ₀ = 23,971 • 0,022 = 0,53 р.

Фонд оплаты труда по формуле 5.9:

ФОТ =0,53 • 1,5 =0,795 р.

Расходы электроэнергии по формуле 4.11:

А = = 0,074 кВт.

Стоимость электроэнергии по формуле 4.10:

С_э = 1,0932 • 0,074 = 0,08 р.

Ежегодные отчисления на амортизацию оборудования по формуле 5.12:

С_ам = 60 000 •11 /100 = 6600 р.

Расходы на содержания и текущий ремонт оборудования:

С_тр = 60 000 • 0,2 = 12 000 р.

Себестоимость технологическая:

С_т = 4500 • (1,02 + 0,795 +0,08) + 6600 + 12 000 = 27 127 р.

5. Расчет технико-экономической эффективности.

поверхность дуговая автоматическая наплавка Технико-экономическая эффективность применение автоматической наплавки изношенных деталей определяется с учетом имеющихся рекомендаций.

Снижение трудоемкости наплавки:

Д Т = Т_б — Т_с (5.1).

Где Т_б, Т_с — штучное время наплавки по базовому (ручная дуговая) и сопоставимому (автоматическая) вариантам, ч.

Д Т = 0,036 — 0,022 = 0,014 ч.

Повышения производительности труда:

Д П_тр =((Т_б — Т_с)/ Т_с) •100% (5.2).

Д П_тр =((0,036 — 0,022)/0,022 •100 = 63,63%.

Снижение себестоимости наплавки:

Д С = С_б — С_с (5.3).

Где С_б, С_с — себестоимость наплавки одной детали соответственно по базовому и сопоставимому варианту, руб Д С =17 754 — 27 127 = -9373 р.

Годовая экономия наплавки:

Э_с = (С_б — С_с) • П (5,4).

Где П — годовая программа ремонта, П = 4500 шт.

Э_с = (17 754 — 27 127)4500 = -42 178 500 р.

Срок окупаемости дополнительных вложений:

Т_р = (К_б — К_с)/Э_с (5.5).

Где К_б, К_с — капитальные затраты, необходимые для проведения мероприятия соответственно по базовому и сопоставимому варианту, руб Т_р = (15 000 — 60 000) / (- 42 178 500) = 0,0011 года.

Полученное при расчетах значение Т_р сравниваем с нормативным:

Т_р? Т_н (5.6).

Где нормативное значение срока окупаемости Т_н = 6,7 года.

0,0011? 6,7.

Условие 5.6 выполняется, следовательно, предприятию внедрять технологию автоматической наплавки для ремонта цилиндрических частей валика целесообразно.

Годовой экономический эффект, получаемый в результате разработки и внедрения технологии автоматической наплавки:

Э = (С_б + Е_н • К_б) — (С_с + Е_н • К_с) (5.7).

Где Е_н — нормативный коэффициент капитальных вложений, Е_н = (0,1 — 0,15).

Э = (17 754+0,1•15 000) — (27 127+0,1•60 000) = - 13 873р.

Основные показатели технико-экономической эффективности.

6. Определение требований охраны труда и экологии окружающей среды.

1. Участок, где постоянно производится дуговая и газовая сварка, должен иметь рабочую инструкцию, знание и выполнение которой обязательно для сварщиков, а так же должны быть вывешены плакаты, содержащие важнейшие указания по технике безопасности и пожарной безопасности.

2. При производстве электросварочных работ необходимо соблюдать требования действующих правил техники безопасности и производственной санитарии при электросварочных работах и требования стандарта ЕСБТ ГОСТ 12.3.003 — 86 «Работы электросварочные» «Общие требования».

3. для защиты глаз и лица от излучения сварочной дуги сварщик должен пользоваться исправным шлемом — маской или щитком со светофильтрами различной прозрачности в зависимости от величины сварочного тока. Светофильтр Э — 1 применяется при сварочном токе 30 — 75 А, Э — 2 применяется при сварочном токе 75 — 200 А, Э — 3 применяется при сварочном токе 200 — 400 А, Э — 4 применяется при сварочном токе свыше 400 А. для предохранения тела то ожогов каплями расплавленного металла или воздействия лучей сварочной дуги руки сварщика должны быть защищены брезентовыми рукавицами, а сам сварщик должен быть одет в костюм с огнестойкой пропиткой.

4. Для предупреждения воздействия лучей дуги на других рабочих местах выполнение сварки должны быть ограждены переносными ширмами, щитками или специальными занавесками высотой не менее 1,8 м, которые окрашиваются в светлые тона (голубой, серый, желтый) с добавлением в краску окиси цинка с целью уменьшения отражения ультрафиолетовых лучей дуги.

5. Корпуса и кожухи сварочных машин, шкафы и аппаратные ящики сварочного оборудования должны быть заземлены, а электросварочные установки с источником переменного и постоянного тока оснащены устройством автоматического отключения напряжения холостого хода или ограничения его в соответствии с требованиями Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей и Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей.

6. Сварочные посты в сварочном цехе должны быть оборудованы приточно — вытяжной вентиляцией, обеспечивающей эффективное удаление сварочной пыли и газов, удобными столами и сидениями для сварщиков, а так же подъемными средствами для установки деталей, масса которых превышает 20 кг.

7. Сварочные провода должны иметь исправную изоляцию. Рукоятку электродержателя изготовлять из изолирующего огнестойкого материала.

8. Во всех случаях повреждения сварочного оборудования необходимо немедленно выключить ток и заявить мастеру и электромонтеру о повреждении.

9. очистку сварочного шва от шлака сварки рабочий должен производить в защитных очках.

10. Минимальное расстояние от свежеокрашенных вагонов при производстве сварочных работ должно быть не менее 5 м.

11. Освещенность рабочего стола сварщика должна иметь не менее 150 лк при искусственном освещении и не менее 100 лк при естественном.

12. При использовании природного газа, смеси природных и искусственных газов, а так же технического пропана при газопламенной обработке металла сварщик, резчик должен руководствоваться Правилами техники безопасности и производственной санитарии при производстве ацетилена, кислорода и проведения газопламенной обработке металла, Правилами безопасности в газовом хозяйстве и Правилами устройства и безопасности эксплуатации сосудов, работающих под давлением.

Заключение.

Разработан процесс ремонта валика подъемника автосцепного устройства вагонов методом наплавки. Рассчитана технико-экономическая эффективность применение автоматической наплавки. Изучены требования техники безопасности при производстве сварочных работ.

По расчетам было установлено, что данному предприятию внедрять технологию автоматической наплавки для ремонта автосцепного устройства целесообразно. Такие виды работ не экономично делать ручной дуговой наплавкой.

Выполнение проекта способствовало закреплению теоретических знаний по дисциплине «Технология производства и ремонта вагонов», а также усвоению практических навыков разработки технологических процессов ремонта деталей вагона.

Список использованных источников:.

1. Проектирование технологических процессов ремонта деталей вагонов, часть 1, 2; Г. Ф. Гусев, В. А. Ковалёв, Л. Н. Пасечникова, Омск 1998 г.

2. Оформление технологических документов на ремонт изделий; Г. Ф. Гусев, Н. Г. Васильев, Омск 1998 г.

3. Инструкция по ремонту и обслуживанию автосцепного устройства подвижного состава железных дорог Российской Федерации. — М.: Транспорт — ТРАНСИНФО, 1997. — стр. 7 — 27. (ЦВ-ВНИИЖТ-494).

4. Коломийченко В. В., Бесполов Н. Г., Семин Н. А. «Автосцепное устройство подвижного состава». — М.: Транспорт, 1980. — 185 с.

5. Шляпин В. Б., Павленко А. Ф., Емельянов В. Ю. «Ремонт вагонов сваркой»: Справочник. — М.: Транспорт, 1983.