Аннотация 2
Введение 4
1 Анализ исходных данных и известных технических решений 6
1.1 Описание изделия и условий его эксплуатации 6
1.2 Анализ свойств материала 7
1.3 Анализ возможных способов восстановления изношенного шнека 10
1.4 Возможные варианты наплавочных материалов 16
1.5 Задачи работы 20
2 Разработка технологического процесса восстановления 21
2.1 Подбор присадочного материала 21
2.2 Устройство для формирования 23
2.3 Технология наплавки 26
3 Безопасность и экологичность проектного технологического процесса 28
3.1 Технологическая характеристика объекта 28
3.2 Идентификация профессиональных рисков 29
3.3 Методы и средства снижения профессиональных рисков 31
3.4 Обеспечение пожарной безопасности технического объекта 33
3.5 Обеспечение экологической безопасности технического объекта 35
4 Оценка экономической эффективности проектной технологии 37
4.1 Исходная информация для выполнения экономической оценки предлагаемых технических решений 37
4.2 Расчёт фонда времени работы оборудования 39
4.3 Расчёт штучного времени 40
4.4 Заводская себестоимость базового и проектного вариантов технологии 42
4.5 Капитальные затраты по базовому и проектному вариантам технологии 47
4.6 Показатели экономической эффективности 50
Заключение 53
Список используемой литературы и используемых источников 54
В ряде случаев в строительстве требуется бурение скважин. Преимущественно применяется вращательный способ бурения. Данный вариант получения скважин наиболее успешно реализуется при бурении мягких и средних пород. Преимущественно это песчаные и гравийные грунты. При этом требуется применение специализированного инструмента - бурового шнека. Непосредственно шнек нужен для извлечения разрушенной породы. Однако даже при бурении мягких пород происходит износ шнека по диаметру. Поскольку долото применяется диаметром на 2-3 сантиметра больше, чем шнек, уменьшение диаметра шнека может привести к тому, что в увеличенный зазор между шнеком и стенками скважины будет осыпаться порода. Производительность бурения снизится.
Следует помнить, что шнековые буры изготовлены из достаточно дорогих сталей, например, стали Гадфильда. Поэтому восстановление изношенных шнеков является актуальным для практики.
Особенность стали Гадфильда - при высоком содержании углерода она дополнительно легирована марганцем в количестве 11-15%. За счет такого легирования данная сталь при эксплуатации, в процессе механического воздействия, сильно наклепывается - ее твердость повышается до значений 53-56 HRC.
Наиболее экономичным вариантом увеличения диаметра шнека является технология дуговой наплавки. Известные практике восстановления способы дуговой наплавки нуждаются в анализе, так как геометрические характеристики восстанавливаемого изделия достаточно необычны. Также нуждаются в анализе применяемые на практике наплавочные материалы. В зависимости от выбранного способа наплавки это могут быть штучные электроды, порошковая проволока, проволока сплошного сечения. Помимо обширного перечня отечественных наплавочных материалов есть возможность использовать наплавочные материалы зарубежных производителей.
Новые наплавочные материалы могут быть предложены на основе порошковых проволок, которые при малой стоимости наплавочного материала позволяют, при заданном содержании соответствующих легирующих компонентов, оставить эксплуатационные характеристики нанесенного слоя на достаточном уровне. При этом в качестве основы для таких материалов могут быть использованы стали содержащие углерод и марганец, в количестве, примерно, совпадающем с содержанием данных элементов в стали Гадфильда. Кроме того, могут быть применены другие присадочные материалы, которые имеют систему легирования обеспечивающую высокие эксплуатационные характеристики при абразивном изнашивании.
Таким образом, можно обозначить цель выпускной работы - экономия материальных ресурсов путем увеличения диаметра шнека для бурения скважин.
Цель выпускной работы - экономия материальных ресурсов путем увеличения диаметра шнека для бурения скважин. Шнековые буры изготавливают из дорогих сталей, например, стали Г адфильда. Особенность стали Гадфильда - при высоком содержании углерода она дополнительно легирована марганцем в количестве 11-15%. За счет такого легирования данная сталь при эксплуатации, в процессе механического воздействия, сильно наклепывается - ее твердость повышается до значений 53-56 HRC.
Анализ применяемого технологического процесса наплавки штучными электродами показал, что ему сопутствует ряд недостатков. Главным недостатком следует признать повышенный расход электродного материала на угар и разбрызгивание, а также на огарки. Необходимость смены электродов снижает производительность и качество сварочных работ. Следующий недостаток - работа сварщика в тяжёлых условиях, которые приводят к возникновению профессиональных заболеваний и заставляют увеличивать расходы на обеспечение безопасности персонала. Также существенным недостатком следует признать низкую стабильность качества сварки, которая в значительной мере зависит от профессионализма и кондиции сварщика.
Выполненный анализ возможных вариантов нанесения слоя на изношенную поверхность шнека бурового оборудования позволил рекомендовать механизированную сварку с применением порошковой проволоки. Выбрана наплавочная проволока ПП-Нп-90Г13Н4.
Применение механизированной сварки самозащитной порошковой с использованием формующего устройства позволяет повысить производительность труда на 84%. При этом, рассчитанный в разделе «Экономическое обоснование» бакалаврской работы размер годового экономического эффекта составит 36000 руб.
Можно сделать вывод о достижении цели бакалаврской работы.
