Введение 5
1 Состояние ремонта поршней судовых двигателей 7
1.1 Описание изделия и дефектов 7
1.2 Сведения о материале изделия 11
1.3 Базовая технология ремонтной сварки 13
1.4 Анализ альтернативных способов
ремонтной сварки 17
1.5 Формулировка задач выпускной
квалификационной работы 24
2 Проектная технология ремонтной сварки 25
2.1 Подготовка к восстановлению 25
2.2 Выполнение ремонтной сварки изделия 27
2.3 Оборудование для ремонтной сварки
трёхфазной дугой 30
Заключение по второму разделу 35
3 Безопасность и экологичность предлагаемых
технических решений 36
3.1 Технологическая характеристика объекта 36
3.2 Профессиональные риски при реализации
предложенных технических решений 37
3.3 Методы и средства снижения
профессиональных рисков 38
3.4 Обеспечение пожарной безопасности 39
3.5 Оценка безопасности для природной
среды предлагаемых технических решений 40
3.6 Заключение по разделу 41
4 Экономическая эффективность предлагаемых
технологических решений 42
4.1 Вводная информация для выполнения
экономических расчётов 42
4.2 Расчёт фонда времени работы оборудования 44
4.3 Расчет штучного времени 45
4.4 Расчет заводской себестоимости вариантов
технологии сварки 49
4.5 Размер капитальных затрат реализации операций
по базовому и проектному вариантам 56
4.6 Расчётное определение показателей экономической
эффективности предлагаемых решений 61
Заключение по экономическому разделу 64
Заключение 65
Список используемой литературы 66
Эксплуатация дизельных двигателей (тепловозные, судовые) происходит в условиях максимального нагружения в течение длительного времени. Поэтому двигатели судов работают в условиях перегрузок, что приводит к интенсивному износу их деталей. В связи с этим актуален вопрос реновации и ремонта поршней судовых двигателей.
Задача восстановления поршней судовых двигателей стоит давно и решается с применением различных технологических приёмов и способов. Самым распространённым может считаться дуговая наплавка, которая предусматривает использование дуги и плавящегося электрода [2]. Однако дуговая наплавка плавящимся электродов встречает при восстановлении поршней двигателей множество проблем. Одна из таких проблем - необходимость выполнения предварительной разделки кромок в теле поршня. Другим затруднением является интенсивное разбрызгивание электродного металла, которая возникает на формированных режимах наплавки. Кроме того, наплавленный металл обладает повышенной пористостью. Тепловое воздействие дуги приводит к тому, что наплавленный металл формируется с крупнозернистой структурой, это в свою очередь вызывает понижение износостойкости восстанавливаемых деталей.
Наплавку поршней двигателя можно выполнять плавящимся и неплавящимся электродом [3]. Также возможно применение плазменных технологий [4] и электронно-лучевое восстановление [5].
Поршень является деталью, которая определяет работоспособность долговечность двигателя и его долговечность. Алюминиевые поршни получили широкое распространение в судовых дизелях, потому что по сравнению с чугунными обладают рядом преимуществ, к которым можно отнести значительно меньшую массу (что повышает характеристики двигателя), высокую теплопроводность (что уменьшает перегрев двигателя).
Возвратно-поступательные движения, которые совершает в процессе работы поршень с установленными кольцами, вызывают постепенный износ рабочей поверхности гильзы (зеркала цилиндра). Также в процессе работы двигателя происходит интенсивный износ компрессионных и маслосъемных колец. Состояние цилиндро-поршнеовй группы и её исправность определяют срок службы двигателя до капитального ремонта, расход масла и топлива. При ремонт цилиндро-поршневой группы двигателя заменяют маслосъемные и компрессионные кольца, растачивают блок цилиндров, устанавливают новые поршни и шатуны.
Выпуск большого числа запасных частей для оборудования и транспорта требует привлечения существенных материальных и трудовых затрат. В тоже время доля ремонтопригодных деталей машин достигает 75 % от общего числа бракуемых деталей [1, 6]. В связи с этим целесообразным будет организация вторичного использования изношенных деталей оборудования и транспорта после капитального ремонта, которая должна опережать производство запасных частей.
С точки зрения металлоёмкости ремонт деталей оборудования и транспорта требует меньших затрат материалов, чем выпуск новых деталей. Кроме того, проведение ремонта требует меньших временных затрат, чем изготовление новой детали. В связи с этим, организация ремонта будет экономически эффективнее, чем выпуск новых деталей. Таким образом, приоритетным направлением ресурсосбережения является восстановление работоспособности элементов оборудования и транспорта.
Поршни, являющимися запасными частями двигателя, весьма востребованы на современном рынке, поэтому актуальной является разработка технологии реновации этих деталей
В связи с вышесказанным следует признать актуальным тему выпускной квалификационной работы и её цель - повышение производительности и качества восстановления поршней судовых двигателей.
В работе поставлена цель - повышение производительности и качества восстановления поршней судовых двигателей.
Дуговая сварка неплавящимся электродом в инертных газах, применяемая в качестве базовой технологии, сопровождается получением значительного числа дефектов, исправление которых требует затрат времени, электрической энергии и сварочных материалов. Обзор возможных способов ремонтной сварки выполнен с анализом таких способов, как ручная дуговая сварка штучными электродами, механизированная сварка в интерном газе проволокой сплошного сечения, ручная дуговая сварка неплавящимся электродом в инертном газе, плазменная сварка, сварка трёхфазной дугой.
На основании выполненного анализа обоснована эффективность применения ремонтной сварки трехфазной дугой.
В ходе выполнения анализа состояния вопроса выполнена постановка задач на выпускную квалификационную работу: 1) предложить проектную технологию ремонтной сварки, которая использовала бы в качестве тепла трехфазную дугу; 2) предложить оборудование и задать значения параметров режима ремонтной сварки.
Выполнен анализ проектной технологии ремонтной сварки на предмет наличия опасных и вредных производственных факторов.
Рассчитанный годовой экономический эффект с учетом капитальных вложений составляет 0,742 млн. рублей.
С учётом вышеизложенного можно сделать вывод о том, что поставленная цель выпускной квалификационной работы достигнута.
Полученные результаты выпускной квалификационной работы рекомендуются к использованию в производстве при ремонтной сварке поршней судовых двигателей.. Также результаты могут быть использованы при ремонтной сварке деталей машин из алюминиевых сплавов.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
