Выбор способа ремонта детали с учетом показателей ресурсосбережения

Ремонту подвергается деталь – шпиндель, изготовленная из конструкционной углеродистой стали – Сталь 45 ГОСТ 1050-88; деталь не подвергается термообработке.

Изношенная поверхность – шпоночный паз – разбит; конус Морзе – задиры.

Рациональный способ восстановления выбирается исходя из критериев применимости, долговечности и технико-экономических.

Определяем показатели для сварки

Рассчитываем коэффициент долговечности К_д по формуле

К_д = К_и× К_п×К_в×К_с×К_ф , ( )

где К_и – коэффициент износостойкости;

К_и = 0,70 [ 11, с89, таблица 5.16];

К_п – коэффициент прочности;

К_п = 0,90 [ 11, с89, таблица 5.16];

К_в – коэффициент выносливости;

К_в = 0,70 [11, с89, таблица 5.16];

К_с – коэффициент сцепления покрытия;

К_с = 1,0 [11, с89, таблица 5.16];

К_ф – поправочный коэффициент, учитывающий фактическую работоспособность восстанавливаемой детали в условиях эксплуатации;

Принимаем К_ф = 0,85

К_д = 0,7×0,9×0,7×1×0,85=0,38

Рассчитываем коэффициент технико-экономической эффективности К_тэ по формуле

К_тэ = , ( )

где С_в – стоимость восстановления 1 м² изношенной поверхности детали, руб/м²

С_в = 117 руб/м² [ 7, с89, таблица 5.16];

К_тэ = = 307,9

Рассчитываем энергоемкость операции Р_к, кВт·ч по формуле

Р_к = , ( )

где Р – энергоемкость восстановления 1 м² поверхности, кВт·ч/м²;

Р= 80 кВт·ч/м² [ 7, с90, таблица 5.16];

S – площадь восстанавливаемой поверхности, м², рассчитываем по формуле

S= , ( )

где b – ширина восстанавливаемой поверхности, мм;

L – длина восстанавливаемой поверхности, мм;

S= = 0,0014 м²

h_к – глубина обработки на сторону, мм;

h_к = 12 мм;

Н_к – рациональная толщина покрытия, мм;

Н_к = 3мм [ 7, с89, таблица 5.16];

Р_к = = 0,45 кВт·ч

Определяем показатели для фрезерования паза

Рассчитываем коэффициент долговечности К_д по формуле

К_д = К_и× К_п×К_в×К_с×К_ф , ( )

где К_и – коэффициент износостойкости;

К_и = 0,95 [ 7, с89, таблица 5.16];

К_п – коэффициент прочности;

К_п = 0,80 [ 7, с89, таблица 5.16];

К_в – коэффициент выносливости;

К_в = 0,90 [ 7, с89, таблица 5.16];

К_с – коэффициент сцепления покрытия;

К_с = 1,0 [ 7, с89, таблица 5.16];

К_ф – поправочный коэффициент, учитывающий фактическую работоспособность восстанавливаемой детали в условиях эксплуатации;

Принимаем К_ф = 0,85

К_д = 0,95×0,8×0,9×1×0,85=0,58

Рассчитываем коэффициент технико-экономической эффективности К_тэ по формуле

К_тэ = , ( )

где С_в – стоимость восстановления 1 м² изношенной поверхности детали, руб/м²

С_в = 27,2 руб/м² [ 7, с89, таблица 5.16];

К_тэ = = 46,89

Рассчитываем энергоемкость операции Р_к, кВт·ч по формуле

Р_к = , ( )

где Р – энергоемкость восстановления 1 м² поверхности, кВт·ч/м²;

Р= 97 кВт·ч/м² [ 7, с90, таблица 5.16];

S – площадь восстанавливаемой поверхности, м², рассчитываем по формуле

S= , ( )

где D – диаметр восстанавливаемой поверхности, мм;

L – длина восстанавливаемой поверхности, мм;

S= = 0,0014 м²

h_к – глубина обработки на сторону, мм;

h_к = 12 мм;

Н_к – рациональная толщина покрытия, мм;

Н_к = 0,2 мм [ 7, с89, таблица 5.16];

Р_к = = 8,1 кВт·ч

Р_к = = 0,45 кВт·ч

Определяем показатели для шлифования отверстия

Рассчитываем коэффициент долговечности К_д по формуле

К_д = К_и× К_п×К_в×К_с×К_ф , ( )

где К_и – коэффициент износостойкости;

К_и = 0,95 [ 11, с89, таблица 5.16];

К_п – коэффициент прочности;

К_п = 0,80 [ 11, с89, таблица 5.16];

К_в – коэффициент выносливости;

К_в = 0,90 [11, с89, таблица 5.16];

К_с – коэффициент сцепления покрытия;

К_с = 1,0 [11, с89, таблица 5.16];

К_ф – поправочный коэффициент, учитывающий фактическую работоспособность восстанавливаемой детали в условиях эксплуатации;

принимаем К_ф = 0,85

К_д = 0,95×0,8×0,9×1×0,85=0,58

Рассчитываем коэффициент технико-экономической эффективности К_тэ по формуле

К_тэ = , ( )

где С_в – стоимость восстановления 1 м² изношенной поверхности детали, руб/м²

С_в = 27,2 руб/м² [ 11, с89, таблица 5.16];

К_тэ = = 46,89

Рассчитываем энергоемкость операции Р_к, кВт·ч по формуле

Р_к = , ( )

где Р – энергоемкость восстановления 1 м² поверхности, кВт·ч/м²;

Р= 97 кВт·ч/м² [ 11, с90, таблица 5.16];

S – площадь восстанавливаемой поверхности, м², рассчитываем по формуле

S= , ( )

где D – диаметр восстанавливаемой поверхности, мм;

L – длина восстанавливаемой поверхности, мм;

S= = 1,39 м²

h_к – глубина обработки на сторону, мм;

h_к = 0,1 мм;

Н_к – рациональная толщина покрытия, мм;

Н_к = 0,2 мм [ 7, с89, таблица 5.16];

Р_к = = 67,4 кВт·ч ( )

Значит, для восстановления конического отверстия более рациональным способом является шлифование до устранения следов износа. Шпоночный паз завариваем и фрезеруем в размер.