Примеры решения инженерных задач

Решение задачи № 2

1. Выбор возможных способов восстановления проводится на основе исходных данных (материала, из которого изготовлена деталь, твердости поверхности, величины возможного максимального износа, характера сопряжения (подвижное, неподвижное) и др.).

Технически возможные способы восстановления указанного в задании дефекта: железнение (осталивание), хромирование, электроконтактная приварка ленты (проволоки), электроимпульсное наращивание, электромеханическая обработка, плазменная наплавка.

2. Рациональный способ выбираем по трудоемкости (суммарным затратам) восстановления с учетом коэффициента ресурсности.

В качестве примера рассмотрены два возможных для устранения заданного дефекта способа восстановления – железнение (осталивание) и электроимпульсное наращивание.

Зависимости (1)…(7) для расчета затрат на восстановление рекомендуется использовать в следующем

П-1-2-3-4

Н-5-6- 4

Д- - - - 4

О-1-2-3-4

П-1-2-3-4

Н-5-6- 4

Д- - - - 4

О-1-2-3-4

Н-1-2-3-4

О-1-2-3-4

где П – предварительная обработка;

Н – наращивание;

Д – дополнительная обработка;

О – обработка после наращивания;

1…7 – расчетные формулы (представлены ниже).

Алгоритмы расчета составлены на основе использования следующих формул:

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

где n – частота вращения детали, мин ^–1;

V – линейная скорость вращения детали, м/ч;

D – диаметр детали, мм;

Т_о – основное время на выполнение операции, мин;

L– длина восстанавливаемой поверхности, мм;

i – число проходов;

S – продольная подача, мм/об;

Т_н– техническая норма времени, мин;

a – доля вспомогательного времени, мин;

Т_в – вспомогательное время, мин, ;

Т_д – дополнительное время, мин, ;

Т_оп – оперативное время, мин, Т_оп = Т_о + Т_в;

b – доля дополнительного времени от времени оперативного, мин;

Т_пз – подготовительно-заключительное время, мин;

Z– число деталей в партии, шт.;

С_зп– затраты на заработную плату, руб.;

t_с – тарифная ставка соответствующего разряда работы, руб./ч;

h – толщина покрытия, мм;

g – плотность осаждаемого металла, г/см³;

Е – электрохимический эквивалент, г/А×ч;

Д_К – катодная плотность тока, А/дм²;

h – кпд ванны (выход по току);

Z¹ – число деталей, одновременно завешиваемых в ванну, шт.;

С_в– суммарные затраты на восстановленные детали, руб.;

К_р– коэффициент, учитывающий ресурс восстановленной детали.

Данная задача может быть решена двумя способами. Первый способ: проводится полный расчет трудоемкости (суммарных затрат) восстановления детали с учетом коэффициента ресурсности. Второй способ: сначала сравниваются структурные схемы расчета трудоемкости (суммарных затрат) восстановления детали, затем исключаются из дальнейшего расчета совпадающие части структурных схем расчета; окончательный вывод делается с учетом коэффициента ресурсности.

Анализ структурных схем расчета трудоемкости (суммарных затрат) восстановления детали показал, что для железнения и электроимпульсного наращивания они отличаются трудоемкостью процесса наращивания и необходимостью предварительной и дополнительной обработки для железнения.

Железнение

Исходные данные для расчета трудоемкости предварительной обработки (шлифования): V = 1500 м/ч; i = 10; L = 15 мм; S = 1,2 мм/об; a = 2; b = 0,09; Z = 10; Т_пз = 7 мин. Расчет проводим по формулам (1, 2, 3). Тогда n=265 мин^–1; Т₀ = 0,06 мин; Т_н = 0,90 мин.

Исходные данные для расчета трудоемкости процесса наращивания: h = 0,35; g = 7,8 г/см³; Е = 1,042 г/А×ч; D_к = 30 А/дм²; h = 0,9; Z^¢ = 10; Т_пз = 8 мин; Т_в = 15 мин. Расчет проводим по формулам (5, 6). Тогда Т₀ = 0,10 мин; Т_н = 18,92 мин.

Исходные данные для расчета трудоемкости дополнительной обработки: Т_д = 90 мин; Z^¢ = 10. Тогда Т_н = 9,0 мин.

Суммарное время предварительной обработки, гальванического наращивания и дополнительной обработки Т = 28,1 мин при коэффициенте ресурсности К_р = 0,8…1,1.