Помощь студентам в учебе
Технология восстановления вала кислородного компрессора
|
Введение
1 Современное состояние восстановления коленчатых валов
компрессорных установок
1.1 Описание вала компрессорной установки.
1.2 Сведения о материале изделия
1.3 Особенности восстановления коленчатого вала компрессорной
установки по базовой технологии
1.4 Анализ способов восстановления коленчатого вала
1.5 Формулировка задач выпускной квалификационной работы . . . . . 19
2 Проектная технология восстановления коленчатого вала компрессорного агрегата
2.1 Описание установки для плазменного напыления.
2.2 Выбор материала для плазменного нанесения покрытия. . . . . . . . . 22
2.3 Описание операций технологического процесса плазменного нанесения покрытия при восстановлении коленчатого вала
компрессорного агрегата. . . . . . .
2.4 Планировка участка восстановления валов
3 Безопасность и экологичность проектного технологического процесса
3.1 Технологическая характеристика объекта
3.2 Идентификация профессиональных рисков
3.3 Методы и средства снижения профессиональных рисков . . . . . . . . 33
3.4 Обеспечение пожарной безопасности
3.5 Обеспечение экологической безопасности
4 Оценка экономической эффективности проектной технологии. . . . . . . . 38
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
Заключение
Список используемой литературы и используемых источников. . . . . . . . . 54
1 Современное состояние восстановления коленчатых валов
компрессорных установок
1.1 Описание вала компрессорной установки.
1.2 Сведения о материале изделия
1.3 Особенности восстановления коленчатого вала компрессорной
установки по базовой технологии
1.4 Анализ способов восстановления коленчатого вала
1.5 Формулировка задач выпускной квалификационной работы . . . . . 19
2 Проектная технология восстановления коленчатого вала компрессорного агрегата
2.1 Описание установки для плазменного напыления.
2.2 Выбор материала для плазменного нанесения покрытия. . . . . . . . . 22
2.3 Описание операций технологического процесса плазменного нанесения покрытия при восстановлении коленчатого вала
компрессорного агрегата. . . . . . .
2.4 Планировка участка восстановления валов
3 Безопасность и экологичность проектного технологического процесса
3.1 Технологическая характеристика объекта
3.2 Идентификация профессиональных рисков
3.3 Методы и средства снижения профессиональных рисков . . . . . . . . 33
3.4 Обеспечение пожарной безопасности
3.5 Обеспечение экологической безопасности
4 Оценка экономической эффективности проектной технологии. . . . . . . . 38
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
Заключение
Список используемой литературы и используемых источников. . . . . . . . . 54
Для проведения восстановления изношенных деталей машин требуется объём затрат на порядок меньше, чем для приобретения новой детали. Это объясняется малыми объёмами наносимого металла. Так, примерно 85 % деталей, которые необходимо восстанавливать имеют величину износа, не превышающую 0,3 мм. Таким образом, восстановление работоспособности детали требует меньших затрат металла и энергии, чем изготовление новой детали. Исходя из этого, промышленное внедрение способов реновации деталей машин экономически оправдано и позволяет достигнуть значительного технологического (повышение работоспособности) и экономического (снижение финансовых и трудовых затрат) эффектов.
Основной причиной износа деталей аппаратов различного назначения (двигатели автомобилей, компрессорных установок и т.д.) является абразивный износ в парах трения, коррозионно-механический износ и кавитационный износ [1].
Как показала многолетняя практика эксплуатации и ремонта деталей машин, порядка 75 % выбраковываемых деталей могут быть успешно восстановлены с получением исходных свойств. При этом современные технологии реновации позволяют не только восстановить свойства деталей до исходного состояния, но и существенно повысить их [1], [5].
Коленчатый вал компрессора в процессе работы подвергается значительным нагрузкам. Значительное количество циклов знакопеременного нагружения, контактные давления в трущихся сопряжениях определяют малый ресурс работы вала компрессорной установки. Потери в двигателе компрессора на преодоление трения в сопрягающихся парах могут доходить до 50 % от общих потерь в двигателе. Поэтому повышение экономичности работы двигателя компрессора может быть достигнуто при повышении антифрикционных свойств трущихся деталей, их износостойкости и защиты от коррозии [16].
Восстановление вала компрессора с применением газотермического напыления [6], [13] может быть затруднено, так как высокая стоимость материалов существенно повышает себестоимость восстановления, которая может достигать 50…60 % от цены нового вала. Также следует учитывать, что покрытие, полученное газотермическим напылением, обладает низкой когезионной и адгезионной прочностью. Это приводит к снижению усталостной прочности нанесённого покрытия [17].
Одним из перспективных способов восстановления деталей машин может считаться лазерное нанесение покрытия и упрочнение. Этот способ позволяет достигать получать поверхностный слой с высоким качеством и эксплуатационными свойствами. Однако лазерные технологии не находят широкого применения из-за низкого коэффициента полезного действия процесса.
Перспективным также считается восстановление деталей машин с применением плазменных технологий, которые позволяют использовать порошковые износостойкие сплавы, что существенно повышает срок эксплуатации деталей машин [9], [17].
Плазменное напыление обладает высокой универсальностью, при этом различные сочетания наплавочных порошков позволяют получать наплавленные поверхности с различными свойствами. При этом способе восстановления деталей машин достигается минимальное воздействие на основной металл детали, что позволяет сохранить и даже её повысить работоспособность [9].
На основании вышеизложенного следует признать актуальной цель выпускной квалификационной работы – повышение производительности и качества восстановления коленчатого вала компрессорного агрегата.
Основной причиной износа деталей аппаратов различного назначения (двигатели автомобилей, компрессорных установок и т.д.) является абразивный износ в парах трения, коррозионно-механический износ и кавитационный износ [1].
Как показала многолетняя практика эксплуатации и ремонта деталей машин, порядка 75 % выбраковываемых деталей могут быть успешно восстановлены с получением исходных свойств. При этом современные технологии реновации позволяют не только восстановить свойства деталей до исходного состояния, но и существенно повысить их [1], [5].
Коленчатый вал компрессора в процессе работы подвергается значительным нагрузкам. Значительное количество циклов знакопеременного нагружения, контактные давления в трущихся сопряжениях определяют малый ресурс работы вала компрессорной установки. Потери в двигателе компрессора на преодоление трения в сопрягающихся парах могут доходить до 50 % от общих потерь в двигателе. Поэтому повышение экономичности работы двигателя компрессора может быть достигнуто при повышении антифрикционных свойств трущихся деталей, их износостойкости и защиты от коррозии [16].
Восстановление вала компрессора с применением газотермического напыления [6], [13] может быть затруднено, так как высокая стоимость материалов существенно повышает себестоимость восстановления, которая может достигать 50…60 % от цены нового вала. Также следует учитывать, что покрытие, полученное газотермическим напылением, обладает низкой когезионной и адгезионной прочностью. Это приводит к снижению усталостной прочности нанесённого покрытия [17].
Одним из перспективных способов восстановления деталей машин может считаться лазерное нанесение покрытия и упрочнение. Этот способ позволяет достигать получать поверхностный слой с высоким качеством и эксплуатационными свойствами. Однако лазерные технологии не находят широкого применения из-за низкого коэффициента полезного действия процесса.
Перспективным также считается восстановление деталей машин с применением плазменных технологий, которые позволяют использовать порошковые износостойкие сплавы, что существенно повышает срок эксплуатации деталей машин [9], [17].
Плазменное напыление обладает высокой универсальностью, при этом различные сочетания наплавочных порошков позволяют получать наплавленные поверхности с различными свойствами. При этом способе восстановления деталей машин достигается минимальное воздействие на основной металл детали, что позволяет сохранить и даже её повысить работоспособность [9].
На основании вышеизложенного следует признать актуальной цель выпускной квалификационной работы – повышение производительности и качества восстановления коленчатого вала компрессорного агрегата.
В настоящей выпускной квалификационной работе поставлена цель – повышение производительности и качества восстановления коленчатого вала компрессорного агрегата.
Анализ возможных способов восстановления коленчатого вала выполнен с рассмотрением таких способов, как вибродуговая наплавка, наплавка в углекислом газе, газопламенное напыление, плазменное напыление, плазменная наплавка. В качестве способа для построения проектной технологии выбрана плазменная наплавка. Этот способов восстановления обладает большим коэффициентом долговечности и минимальной стоимостью нанесения покрытий.
Составлена проектная технология восстановительной плазменной наплавки, которая включает в себя следующие операции: мойка, дефектовка, подготовка поверхности, плазменное нанесение покрытия, контроль качества. Для размещения технологического оборудования, задействованного в выполнении этих операций, выполнена планировка производственного участка.
Приведены описания операций технологического процесса восстановления вала с применением плазменного нанесения покрытия, параметры режима обработки и оборудование для осуществления проектной технологии.
Изучение особенностей технологического процесса восстановительной наплавки 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.
Годовой экономический эффект при внедрении проектной технологии составляет 0,225 млн. рублей. Вышеизложенное позволяет сделать вывод достижении цели.
Анализ возможных способов восстановления коленчатого вала выполнен с рассмотрением таких способов, как вибродуговая наплавка, наплавка в углекислом газе, газопламенное напыление, плазменное напыление, плазменная наплавка. В качестве способа для построения проектной технологии выбрана плазменная наплавка. Этот способов восстановления обладает большим коэффициентом долговечности и минимальной стоимостью нанесения покрытий.
Составлена проектная технология восстановительной плазменной наплавки, которая включает в себя следующие операции: мойка, дефектовка, подготовка поверхности, плазменное нанесение покрытия, контроль качества. Для размещения технологического оборудования, задействованного в выполнении этих операций, выполнена планировка производственного участка.
Приведены описания операций технологического процесса восстановления вала с применением плазменного нанесения покрытия, параметры режима обработки и оборудование для осуществления проектной технологии.
Изучение особенностей технологического процесса восстановительной наплавки 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.
Годовой экономический эффект при внедрении проектной технологии составляет 0,225 млн. рублей. Вышеизложенное позволяет сделать вывод достижении цели.
Подобные работы
- Технология восстановления вала кислородного компрессора
Бакалаврская работа, машиностроение. Язык работы: Русский. Цена: 3800 р. Год сдачи: 2021