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 валов 9
1.3 Анализ применяемой технологии наплавки 12
1.4 Задачи работы 15
2 Проектный технологический процесс восстановления 16
2.1 Анализ альтернативных способов восстановления 16
2.2 Технология восстановления 17
3 Безопасность и экологичность технического объекта 20
3.1 Характеристика разработанного технического объекта 20
3.2 Профессиональные риски при реализации предложенных технических
решений 21
3.3 Разработка мероприятий по минимизации действия профессиональных
рисков 22
3.4 Мероприятия по обеспечению пожарной безопасности 23
3.5 Мероприятия по безопасности окружающей среды 26
3.6 Заключение по разделу 26
4 Экономическая эффективность проекта 28
4.1 Вводная информация для выполнения экономических расчетов 28
4.2 Расчет нормы штучного времени на изменяющиеся операции
технологического процесса 30
4.3 Расчет затрат на новое оборудование 33
2.4 Расчет технологической себестоимости сравниваемых вариантов 36
2.5 Цеховая себестоимость 41
2.7 Определение экономической эффективности 43
2.8 Выводы по разделу 44
Заключение 46
Список используемых источников 47
Аэропорт Внуково, одна из старейших воздушных гаваней, в этом году будет отмечать 79 лет. В отличие от других аэропортов вокруг Москвы он принимал воздушные суда с высшими должностными лицами СССР и других государств. Из аэропорта Внуково совершали первые рейсы с пассажирами такие воздушные суда как Ил-18, Ил-86, Ту-104, Ту-114, Ту- 124, Ту-134, Ту-154. А ведь каждый новый самолет - это и новые технологии его обслуживания.
14 апреля 1961 года во Внуково с космодрома Байконур прилетел первый космонавт планеты. В 1980 году аэропорт обслуживал гостей и спортсменов, принимавших участие в Олимпийских играх.
Отличительным признаком данного предприятия является применение передовых и новых технических решений. Как в организации обслуживания пассажиров, так и для ремонта авиационной техники. Так еще в 1954 году приступили к работе по обслуживанию летательных аппаратов Внуковские авиаремонтные мастерские были преобразованы во Внуковские линейные эксплуатационные мастерские. В 1961 году на производственной базе мастерских начался ремонт реактивных двигателей АИ-20.
В 1981 году Правительство СССР наградило аэропорт орденом Трудового Красного Знамени, причем, с формулировкой «за заслуги в производстве и внедрении новой авиационной техники».
В 2000 годах был открыт новый пассажирский терминал, введен в действие новый командно-диспетчерский пункт, построен пункт по переработке грузов и новая взлетно-посадочная полоса. Все вместе позволило увеличить пропускную способность аэропорта до 35 млн. пассажиров в год.
Также много внимания уделялось и совершенствованию обслуживания летательных аппаратов. Эксплуатационные мастерские непрерывно получали новые технологии и оборудование по обслуживанию авиационной техники и аэродромного хозяйства. Выпущенный в 2005 году Приказ Минтранса №154, разрешающий авиакомпаниям-перевозчикам не иметь собственный авиационно-технических баз, позволил преобразовать Эксплуатационные мастерские в Центр Технического обслуживания и ремонта авиационной техники. Сейчас предприятие называется «Внуковский авиаремонтный завод № 400».
Среди стоящих перед центром проблем, для разрешения которых требуется привлечение сварочных технологий, восстановление различного рода валов. Данные детали нашли широкое применение в гидравлических насосах воздушных судов, например, плунжерные насосы НП-89Д, фрикционно-пружинные муфты, и т.д.
Технология ремонта при износе валов в настоящее время предусматривает замену деталей на новые. Однако технологии сварки широко используют для восстановления требуемую толщины слоя на изношенных деталях. При этом известно, что стоимость восстановленной детали процентов на 30 меньше, чем новой [1].
Таким образом, мы можем определить цель настоящей работы - экономия материальных ресурсов при восстановлении деталей типа тел вращения.
Одной из приоритетных задач Центров технического обслуживания и ремонта авиационной техники является разработка новых технологий ремонта. Конечно, эти работы ведутся под присмотром разработчиков, производителей и отраслевых НИИ.
В центрах ТОиР для восстановления изношенных поверхностей тел вращения из сталей с повышенным содержанием углерода применяется дуговая наплавка. Из-за повышенного содержания углерода, при сварке таких сталей приходится сталкиваться со следующими трудностями, зачастую нерешаемыми: возникновение в околошовной зоне холодных трещин; возникновение в металле шва горячих трещин; сложность обеспечения одинаковых свойств наплавленного металла и основного.
Цель настоящей работы - экономия материальных ресурсов при восстановлении деталей типа тел вращения.
Выполненный анализ условий эксплуатации изделия, предлагаемых промышленностью методов восстановления позволяет остановиться на следующем варианте. Плазменное напыление, причем в качестве подстоя использовать порошок ПТ-НА-01. Затем послойно напылять сплав никель- алюминий, порошок ПН85Ю15М и самофлюсующийся сплав Ni-Cr-B-Si порошок ПР-НХ17СР4. Самофлюсующиеся сплавы обеспечивают хорошую связь между слоями, хорошее сопротивление ударным нагрузкам, а сплав никель-алюминий обеспечивает хорошие антифрикционные свойства.
Конечно до внедрения предложенных технических решений в Центр ТОиР АТ Аэропорта Внуково еще предстоит длительный этап согласований, утверждений. Однако выполненные расчеты экономического обоснования показывают, что при незначительных капитальных затратах будет получен экономический эффект в размере 360000 руб. при годовой программе восстановления 500 валов. Можно сделать вывод о достижении цели работы.
1. Климов, А. С. Выпускная квалификационная работа бакалавра: учеб.- метод. пособие / А. С. Климов ; ТГУ ; Ин-т машиностроения ; каф. "Сварка, обработка материалов давлением и родственные процессы". - ТГУ. - Тольятти : ТГУ, 2013. - 52 с.
2. Чинючин, Ю.М. К задачам поддержания летной годности воздушных судов на основе мониторинга их ресурсного состояния / Ю.М. Чинючин, Н. Ойдов // Научный вестник Московского государственного технического университета гражданской авиации. 2017. - Т. 20. № 3. - С. 110-121.
3. Далецкий, С.В. Проектирование системы технического обслуживания и ремонта воздушных судов гражданской авиации. М.: Изд-во МАИ, 2001. - 364 с.
4. Далецкий, С.В. Новые принципы формирования режимов периодического технического облуживания воздушных судов по критериям безопасности полетов / С.В. Далецкий, Ю.М. Чинючин, Н. Ойдов // Научный вестник Московского государственного технического университета гражданской авиации. 2015. № 219 (9). С. 20-26.
5. Молодык Н. В., Зенкин А.С. Восстановление деталей машин.— М.: Машиностроение, 1989. - 480 с.
6. Ельцов В.В. Ремонтная сварка и наплавка деталей машин и механизмов.: Учебное пособие / В.В. Ельцов - Тольятти: ТГУ, 2012 - 176 с.
7. Щекин, В. А. Технологические основы сварки плавлением : учеб. пособие для вузов. - Изд. 2-е, перераб / В. А. Щекин - Ростов н/Д. : Феникс, 2009. - 345 с.
8. Грачев, О.Е. Повышение эффективности ремонтов, изготовления и эксплуатации оборудования ТЭС путем применения технологий газотермического нанесения покрытий и лазерной наплавки / О. Е. Грачев, В. М. Неуймин, Д. В. Настека // Энергетика. Известия высших учебныхзаведений и энергетических объединений СНГ. - 2015. - № 6. - С. 55-61.
9. Пащенко, В.Н. Влияние состава плазмообразующей воздушно-газовой смеси на параметры струи плазмотрона / В.Н. Пащенко. // Автоматическая сварка. - 2009. - № 4. - С. 33-38.
10. Козулин М. Г. Технология сварочного производства и ремонта металлоконструкций: учеб. пособие для вузов / М. Г. Козулин. - ТГУ; Гриф УМО. - Тольятти: ТГУ, 2010. - 306 с.
11. Действия населения в чрезвычайных ситуациях. Пособие. Под общей редакцией В.А. Владимирова. - М.: МЧС России, 1995.
12. Фатхутдинов, Р.А. Организация производства: Учебник / Р. А. Фахрутдинов - М.: ИНФРА - М, 2001.- 672 с.
13. Гостюшин, А. В. Энциклопедия экстремальных ситуаций / А. В. Гостюшин. — М.: Изд. «Зеркало», 1995.-288 с.
14. Рыбаков, В.М. Дуговая и газовая сварка: Учеб. для сред. ПТУ / В.М. Рыбаков. - 2-е изд. перераб.- М.: Высш. школа, 1986.- 208 с.
15. Рыбаков, А.М. Сварка и резка металлов. Учебник для средних профессионально-технических училищ / А.М. Рыбаков. - М.: Высшая школа, 1977.
16. Malinov, L.S. Increasing the abrasive wear resistance of low-alloy steel by obtaining residual metastable austenite in the structure / L.S. Malinov, V.L. Malinov, D.V. Burova, V.V. Anichenkov // Journal of Friction and Wear. - 2015. - №3. - P. 237-240.
17. Enancement of steels wear resistance in corrosive and abrasive medium / V. Kaplun, P. Kaplun, R. Bodnar, V. Gonchar // Interdisciplinary Integration of Science in Technology, Education and Economy : monograph /ed. by J. Shalapko, B. Zoltowski. - Bydgoszcz, 2013. - P. 320-329.
18. Думов, С. И. Технология электрической сварки плавлением: Учебник
для машиностроительных техникумов / С.И. Думов. - 2-е изд.,
перераб. и доп. - Л.: Машиностроение, 1987. - 368 с.
19. Смирнов, И.В. Сварка специальных сталей и сплавов: Учебное пособие / И.В. Смирнов - Тольятти, издательство ТГУ, 2007. - 301 с.
20. Чебац, В.А. Сварочные работы: Учеб. пособие / В.А. Чебац - 3-е изд. перераб.- Ростов-на-Дону: изд. центр «Феникс», 2006. - 412 с.
21. Lucas, W. Choosing a shielding gas. Pt 2 // Welding and Metal Fabrication. - 1992. - № 6. - P. 269-276.
22. Dilthy, U., Reisgen U., Stenke V. et al. Schutgase zum MAGM - HochleistungsschweiBen // Schweissen und Schneiden. - 1995. - 47, № 2. - S. 118-123.
23. Dixon, K. Shielding gas selection for GMAW of steels // Welding and Metal Fabrication. - 1999. - № 5. - P. 8-13.
24. Salter, G. R., Dye S. A. Selecting gas mixtures for MIG welding / G. R. Salter, S. A. Dye // Metal Constr. and Brit. Weld. J. - 1971. - 3, № 6. - P. 230-233.
25. Cresswell, R. A. Gases and gas mixtures in MIG and TIG welding // Welding and Metal Fabrication. - 1972. - 40, № 4. - P. 114-119.
26. Величко, О.А. Лазерная наплавка цилиндрических деталей порошковыми материалами / О.А. Величко, П.Ф. Аврамченко, И.В. Молчан, В.Д. Паламарчук // Автоматическая сварка. - 1990. - № 1. - С. 59-65.
27. Шелягин, В.Д. Лазерно-микроплазменное легирование и нанесение покрытий на стали / В.Д. Шелягин, В.Ю. Хаскин, Ю.Н. Переверзев // Автоматическая сварка. - 2006. - № 2 - С. 3-6.
28. Бабинец, А.А. Влияние способов дуговой наплавки порошковой проволокой на проплавление основного металла и формирование наплавленного металла / А.А. Бабинец, И.А. Рябцев, А.И. Панфилов [и др.] // Автоматическая сварка. - 2016. - № 11. - С. 20-25.
29. Переплётчиков, Е.Ф. Плазменно-порошковая наплавка штоков энергетической арматуры / Е. Ф. Переплетчиков, И. А. Рябцев // Автоматическая сварка. - 2013. - № 4. - С. 56-58.
30. Жариков, С.В. Влияние экзотермической смеси в составе сердечника самозащитной порошковой проволоки на параметры наплавленного
валика / С.В. Жариков // В1сник схщноукрашського национального ушверситету 1м. В. Даля. - Луганск: СНУ, 2010. - № 2. - С. 102-105.
31. Снисарь, В.В. Влияние легирования аустенитного шва азотом на развитие структурной неоднородности в зоне сплавления с перлитной сталью / В. В. Снисарь, В. Н. Липодаев, В. П. Елагин [и др.] // Автоматическая сварка. - 1991. - № 2. - С. 10-14.
32. Алешин, Н.П. Современные способы сварки: Учеб. пособие / Н.П. Алешин. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011. 59 с.
33. Zhang, Y.M., Liguo E., Kovacevic R. Active metal transfer control by monitoring excited droplet oscillation // Welding Journal. 1998. Vol. 77. N 9. P. 388-s—394-s.
34. Фивейский, А.М. Новые процессы MIG/MAG сварки // Техсовет, 2010. № 4. С. 38.
35. Шолохов, М.А. Эффективность эксплуатации инверторных источников питания / М.А. Шолохов, А.М. Фивейский, Д.С. Бузорина, Е.В. Лунина // Сварка и диагностика, 2012. № 3. С. 53-55.
36. Бранд, М. Высокая производительность и отличное качество MIG/MAG
сварки // Марко Бранд, А.М. Фивейский. Состояние и перспективы развития сборочно-сварочного производства: сборник докладов
международной научно-технической конференции. Нижний Тагил, 2011. С. 71-78.