Введение
1 Современное состояние ремонтной сварки корпуса коробки передач
автомобиля КАЛИНА.
1.1 Сведения о детали и обнаруживаемых дефектах. . . .
1.2 Сведения о материале для изготовления корпуса коробки передач.
1.3 Базовая технология ремонтной заварки трещин в корпусе коробки передач.
1.4 Формулировка задач выпускной квалификационной работы . . . . . 16
2 Проектная технология ремонтной сварки корпуса коробки передач. . . . 17
2.1 Обоснование выбора способа ремонтной сварки. . .
2.2 Повышение эффективности механизированной сварки плавящимся электродом в защитных газах при ремонтной сварке деталей из алюминиевых сплавов. . . .
2.3 Описание операций технологического процесса ремонтной
сварки корпуса коробки передач
3 Безопасность и экологичность проектного технологического процесса . .
3.1 Технологическая характеристика объекта
3.2 Идентификация профессиональных рисков . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
3.3 Методы и средства снижения профессиональных рисков . . . . . . . . 34
3.4 Обеспечение пожарной безопасности
3.5 Обеспечение экологической безопасности
4 Оценка экономической эффективности проектной технологии. . . . . . . . 40
4.1 Исходная информация для выполнения экономической
оценки предлагаемых технических решений
4.2 Расчёт фонда времени работы оборудования
4.3 Расчет штучного времени
4.4 Заводская себестоимость базового и проектного вариантов технологии
4.5 Капитальные затраты по базовому и проектному вариантам технологии
4.6 Показатели экономической эффективности. . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
Заключение
Список используемой литературы и используемых источников . . . . . . . . . 56
Повышение стоимости запасных частей и снижение покупательной способности населения делают актуальным восстановление изношенных деталей машин как основного способа поддержания работоспособности автомобильного парка. Как правило, восстановленная запасная часть имеет стоимость в 1,5…2,5 раза меньше, чем стоимость новой детали, при этом ресурс восстановленной запасной части не уступает ресурсу новой детали.
Необходимость обеспечения запасными деталями различного технологического оборудования предполагает привлечение значительных материальных и трудовых затрат. При этом количество ремонтопригодных деталей достигает 75 % от общего числа заменяемых деталей, что позволяет получить значительную экономию при переходе от покупки новых деталей к использованию ремонтных технологий [4], [7].
При изготовлении деталей машин всё большее распространение получают алюминиевые сплавы, которые благодаря соотношению прочностных свойств и лёгкости расширяют область применения и начинают вытеснять конструкционные стали и чугуны. Алюминиевые сплавы обладают уникальным сочетанием свойств: относительно высокая прочность, малая плотность, хорошая коррозионная стойкость, что делает их применение в изготовлении деталей машин весьма перспективным [3], [19], [22].
Перспективно использование алюминиевых сплавов в автомобилестроении, так как оно позволяет экономить горючее. Выгодно применять алюминий также в узлах грузовых, строительных машин. Хотя алюминиевые сплавы в 4...6 раз дороже стали, а изготовление деталей из них обходится на 20…30 % дороже стальных, применение 1 кг алюминия позволяет уменьшить массу машины на 2,25 кг [15].
В связи с этим большой актуальностью обладает проблема восстановления деталей машин, изготовленных из алюминиевых сплавов.
Возникновение трудностей при сварке алюминиевых сплавов связано с особенностями их физических и химических свойств. Из-за высокой теплопроводности алюминиевых сплавов возникают значительные остаточные напряжения и деформации, которые приводят к короблению конструкции и повышают вероятность образования трещин. Значительный коэффициент термического расширения, в несколько раз превышающий коэффициент термического расширения сталей, также оказывает негативное влияние на коробление конструкций и трещины в них. Наличие на поверхности детали тугоплавкой окисной плёнки, которая тяжелее расплавленного металла и тонет в нём, приводит к загрязнению сварного шва и существенно снижает его прочностные характеристики. Также следует принимать во внимание растворимость газов в расплавленном алюминии, что вызывает образование пор. Кроме того, алюминиевые сплавы характеризуются провалом прочность при нагреве, что приводит к нестабильности формы сварного шва и образованию горячих трещин.
Одной из деталей автомобиля, которая требует ремонта с использованием дуговых способов сварки, является корпус коробки передач автомобиля КАЛИНА. Для проведения эффективного ремонта этой детали требуется применение специального сварочного оборудования.
Однако ремонт этой детали требует существенно меньших затрат металла и энергии по сравнению с изготовлением новой детали. Кроме того, приобретение и доставка новой детали требует затрат времени, а реализация технологии ремонта позволяет этого избежать. На основании этого можно заключить, что ресурсосбережение должно двигаться в направлении повышения эффективности ремонтных технологий деталей из алюминиевых сплавов на примере корпуса коробки передач автомобиля КАЛИНА
Цель выпускной квалификационной работы – повышение производительности и качества сварочных технологий при ремонте корпуса коробки передач автомобиля КАЛИНА.
В настоящей выпускной квалификационной работе поставлена цель – повышение производительности и качества сварочных технологий при ремонте корпуса коробки передач автомобиля КАЛИНА.
Базовая технология ремонтной сварки предусматривает применение аргонодуговой сварки неплавящимся электродом. Недостатками базовой технологии является: малая производительность способа сварки; высокие требования к квалификации сварщика, от способностей которого существенно зависит качество сварки; требуется проведение качественной подготовки поверхности детали и сварочной проволоки.
На основании результатов проведённых литературных исследований сделан вывод о том, что перспективным направлением повышения производительности при ремонтной сварке деталей из алюминиевых сплавов может считаться применение модернизированной механизированной сварки проволокой сплошного сечения в защитных газах.
Для импульсного управления горением дуги и переносом электродного металла предложено использовать формирователь импульсов согласно разработке отечественных исследователей [13].
Для повышения производительности ремонтной сварки и эффективного удаления загрязнений с поверхности деталей предложено приметить разработку отечественных исследователей [14].
Изучение особенностей технологического процесса сборки и сварки позволило идентифицировать опасные и вредные производственные факторы. На основании этих выделенных факторов предложен ряд стандартных средств и методик, позволяющих устранить опасный фактор или уменьшить его влияние на персонал до приемлемого уровня.
Годовой экономический эффект при внедрении проектной технологии составляет 0,742 млн. рублей.
1. ГОСТ 2685-75 Сплавы алюминиевые литейные : марки, технические требования и методы испытаний. – М. : Издательство стандартов, 1980.
2. Гуревич С. М. Справочник по сварке цветных металлов. – Киев : Изд-во «Наукова думка», 1981. 608с.
3. Гуреева М. А., Грушко О. Е. Алюминиевые сплавы в сварных конструкциях современных транспортных средств // Конструкционные материалы. 2009. № 11 С. 27–41.
4. Ельцов В. В. Восстановление и упрочнение деталей машин : учебное пособие. Тольятти : Изд-во ТГУ, 2014.
5. Ельцов В. В. Объект исследований – трехфазная сварочная дуга // Сборник трудов к 40-летию кафедры ОТСП и 75-летию В.И. Столбова ; под ред. В. В. Масакова, В.П. Сидорова. Тольятти : ТГУ, 2007, С. 105-116.
6. Зайцев О. И. Прогнозирование параметров режима при импульсно- дуговой сварке алюминиевых сплавов : дис. … канд. техн. наук : 05.03.06 / Олег Игоревич Зайцев ; Тульский государственный университет. Тула, 2003.
7. Камкин С. В., Возницкий И. В., Большаков В. Ф. Эксплуатация судовых дизельных энергетических установок. М.: Транспорт, 1996. 422 с.
8. Клячкин Я. Л. Сварка цветных металлов и их сплавов. – М. : Машиностроение, 1964. 335 с.
9. Короткова Г. М. Источники питания переменного тока для сварки неплавящимся электродом алюминиевых сплавов : монография. Тольятти : ТГУ, 2009. 335 с.
10. Краснопевцева И. В. Экономическая часть дипломного проекта : метод. указания. Тольятти : ТГУ, 2008. 38 с.
11. Кудинова Г. Э. Организация производства и менеджмент: метод. указания к выполнению курсовой работы. Тольятти: ТГУ, 2005. 35 с.
12. Лебедев В. А. Некоторые особенности дуговой механизированной сварки алюминия с управляемой импульсной подачей электродной проволоки // Сварочное производство. 2007. № 11. С. 26–30.
13. Патент № 2191665 РФ, МПК B 23 K 9/09 Способ сварки / Князьков А.Ф., Федько В.Т., Крампит А.Г. заяв. 28.11.2000; опубл. 27.10.2002, Бюл. 30.
14. Патент № 2332285 РФ, МКИ B23К9/16. Способ сварки в защитном газе с газодинамическим удалением слоя загрязнений из зоны сварки / Панус В. С., Брусянин Д. В., Фролов В. И. заяв. 05.04.2006; опубл. 27.08.2008, Бюл. 24.
15. Рязанцев В. И., Федосеев В. А., Манцев В. Н. Создание сварного кузова автомобиля из алюминиевых сплавов // Сварочное производство. № 11. 1999. С. 36−42.
16. Сварка и резка материалов: Учеб. пособие / М. Д. Банов, Ю. В. Казаков, М. Г. Козулин [и др.]; под ред. Ю.В. Казакова. М.: Издательский центр «Академия», 2000. 400 с.
17. Смирнов И.В. Сварка специальных сталей и сплавов : учебное пособие. Тольятти : ТГУ, 2007. 301 с.
18. 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. 560 с.
19. Фридляндер И. Н., Сандлер В. Г. , Грушко О. Е. Алюминиевые сплавы – перспективный материал в автомобилестроении // Металловедение и термическая обработка металлов. 2002. № 9. С. 3–9.
20. Щицин Ю. Д., Синани И. Л., Белинин Д. С., Неулыбин С.Д. Совершенствование технологий плазменной сварки проникающей дугой цветных металлов и сложнолегированных сплавов // Известия Самарского научного центра РАН. 2013. № 4. С. 427–431.
21. Ambriz R.R., Jaramillo D. Mechanical Behavior of Precipitation Hardened Aluminum Alloys Welds // InTech. 2014. Vol. 14. P. 35–58.
22. Na, J. Effect of aging on mechanical properties and localized corrosion behaviors of Al-Cu-Li alloy // Trans. Nonferrous Metal. Soc. China. 2005. № 1. P. 23–29.
23. Stava E.K. New surface transfer tension process speeds pipe Welding // Pipe Line & Gas Industry. 1999. № 9. P. 55–57.
24. Yamamoto T., Ohji T., Miyasaka F., Tsuji Y. Mathematical modeling of metal active gas arc welding // Sci. and Technology of Welding & Joining. 2002.
№ 4. P. 260–264.