Восстановление деталей электроконтактной приваркой ленты и проволоки. Оборудование, материалы, режимы, область применения

Электрохимические способы восстановления деталей. Железнение (осталивание). Сущность процесса, состав электролитов, режимы осаждения покрытий. Область применения. Достоинства, недостатки.

Распределение общей трудоемкости работ ремонта по видам. Состав предприятия. Режим работы и фонды времени. Расчет количества рабочих, оборудования, производственных и вспомогательных площадей. Формирование рабочих мест.

К основным параметрам ремонтного предприятия относятся: программа, выражаемая числом ТО и ремонтов; трудоемкость вы­полняемых работ; режим работы и фонды времени; такт производ­ства, продолжительность пребывания машин в ремонте и фронт ре­монта; число рабочих мест, рабочих, оборудования и площадей.

Производственная программа ремонтного предприятия пред­ставляет собой объем ремонтно-обслуживающих работ в течение планового периода. Годовую программу ремонта тракторов, авто­мобилей, комбайнов и сельскохозяйственных машин хозяйства со­ставляют на основании расчета числа, видов и сроков проведения ремонтов и сложных технических обслуживании.

Распределение общей трудоемкости по видам работ и месту их исполнения — одна из важнейших задач технологической части проектирования. От точности этого распределения зависят разра­ботка состава ремонтного предприятия и точность последующих расчетов по определению числа рабочих различных профессий, оборудования, площадей и других параметров.

Наиболее точно распределение трудоемкости по видам работ по­лучается, когда разработаны технологические процессы ремонта или изготовления по всем объектам производственной программы. В этом случае трудоемкости всех видов работ подсчитывают по опе­рационным или маршрутным картам, где указаны наименование работ, разряд и время. Однако при проектировании ремонтных предприятий сельского хозяйства технологические процессы на объекты ремонта заданной программы разрабатывают сравнитель­но редко В большинстве случаев общую трудоемкость ремонта оп­ределяют по укрупненным показателям и для распределения ее по видам работ применяют приближенные расчеты. Используют рекомендации отраслевых научно-исследовательских институтов, в ко­торых даны процентные отношения отдельных видов работ от об­щей трудоемкости по конкретному объекту ремонта.

В таблице 6.20 приведено распределение общей трудоемкости ремонта некоторых тракторов по видам работ. Примерно так же должно быть проведено распределение по видам работ для каждого объекта, намечаемого к ремонту на проектируемом предприятии.

Для распределения трудоемкости по видам работ иногда исполь­зуют график согласования ремонтных работ. Его разрабатывают для определения таких важных параметров организации производ­ственного процесса, как продолжительность пребывания объекта в ремонте и фронта ремонта. Кроме того, по графику согласования ремонтных операций можно определить число и квалификацию производственных рабочих, число рабочих мест и оборудования, провести анализ организации производственного процесса. Обыч­но графическое проектирование применяют при организации тех­нологических процессов разборочно-сборочных работ.

Большое значение имеет правильное распределение всего объе­ма работ по месту их исполнения.

Капитальные ремонты тракторов, автомобилей, комбайнов и их агрегатов, а также работы по централизованному восстановлению деталей выполняют, как правило, на специализированных пред­приятиях, а другие виды ремонта и технического обслуживания ма­шин — в центральных ремонтных мастерских и на пунктах техни­ческого обслуживания хозяйств или на станциях технического об­служивания и в мастерских общего назначения. На специализиро­ванных предприятиях рекомендуют проводить ремонт и сложное техническое обслуживание энергонасыщенных тракторов типов К-701, Т-150К и др., ремонт и техническое обслуживание автомо­билей, ремонт сложных сельскохозяйственных машин, поливной техники, мелиоративных и землеройных машин, оборудования жи­вотноводческих ферм и комплексов, металлообрабатывающего и ремонтно-технологического оборудования, силового электрообо­рудования, оборудования нефтескладов и пр.

Рекомендуют распределять объемы работ по техническому об­служиванию и текущему ремонту тракторов, комбайнов, автомоби­лей, мелиоративной, землеройной и поливной техники, а также оборудования животноводческих ферм и комплексов между ремонтно-обслуживающими предприятиями и хозяйствами в определен­ном процентном отношении. Объемы работ по капитальному ремонту техники (см. табл. 6.22) и ее агрегатов, а также централизованное восстановление деталей машин рекомендуется, как правило, полностью выполнять на ремонтно-технических предприятиях. В отдельных случаях допуска­ется проводить капитальные ремонты в мастерских хозяйств, если в них есть необходимое оборудование.

Объемы работ по капитальному ремонту металлорежущих стан­ков, технологического оборудования и силового электрооборудова­ния рекомендуется выполнять полностью на ремонтно-технических предприятиях. Кроме того, до 30 % общего объема по техничес­кому обслуживанию и 50 % по средним и малым ремонтам станков и технологического оборудования возлагается на выездные бригады ремонтно-технических предприятий, с тем чтобы проводить эти операции на месте установки оборудования.

Окончательно распределяют объемы работ по техническому об­служиванию и ремонту техники между ремонтно-обслуживающими предприятиями хозяйств и ремонтно-техническими предприя­тиями с учетом местных условий и имеющейся техники, состояния и перспективы развития ремонтной базы в данном районе, а также по согласованию с заинтересованными местными хозяйственными органами.

После обоснования производственной программы ремонтного предприятия необходимо установить режим его работы и фонды времени.

Режим работы ремонтного предприятия обусловливается про­должительностью рабочего дня в часах, устанавливаемой трудовым законодательством в зависимости от характера производства, усло­вий работы и числа смен. Число смен определяют сами предприя­тия в соответствии с объемом и условиями их работы.

На ремонтных предприятиях режим работы планируют по пре­рывной рабочей неделе в одну смену. Для лучшего использования Дорогостоящего оборудования работу механического цеха (отделе­ния), испытательной станции и некоторых других участков можно предусмотреть в две смены.

При пятидневной рабочей неделе с двумя выходными днями продолжительность смены 8 ч. При шестидневной рабочей неделе смена длится 7 ч, а в предвыходные дни — 5 ч. Накануне празднич­ных дней смену сокращают на 1 ч как при пятидневной, так и при шестидневной рабочей неделе.

Исходя из принятого режима работы ремонтного предприятия, можно определить годовые и месячные фонды времени предприя­тия в целом, цеха, отделения, оборудования или рабочего.

Фондом времени называют время, в течение которого могут ра­ботать предприятие, цех, оборудование, рабочий.

Различают номинальный и действительный фонды времени ра­бочего за расчетный период. Номинальный фонд времени

Для кузнецов, медников, литейщиков, электро- и газосварщи­ков, аккумуляторщиков и маляров d _а = 24, для мойщиков, вулкани­заторов, гальваников и испытателей двигателей d _о = 18 и для рабо­чих ремонтников других специальностей d _о = 15.

Исходя из режимов работы участков предприятия, подсчитыва­ют фонды времени оборудования и производственных рабочих.

Различают два вида годовых фондов времени работы оборудова­ния: номинальный и действительный.

Номинальным годовым фондом времени работы оборудования называют время в часах, в течение которого может работать обору­дование при заданном режиме работы. Продолжительность рабо­чей недели 40 ч.

При пятидневной рабочей неделе число выходных дней в году 104, праздничных— 10 и предпраздничных — 8. Средняя продол­жительность рабочей смены t_см = 40: 5 = 8 ч. Тогда

Фно = {[365 - (104 + 10)]8 - 8}n_с,

где п_с — число смен работы оборудования в сутки.

На некоторых участках, где по условиям производства недопус­тимы перерывы в работе оборудования (термические печи), предус­матривают трехсменный режим работы.

Номинальной годовой фонд времени работы оборудования не может быть полностью использован, так как возможны неизбежные простои оборудования в ремонтах и ТО.

Действительный (расчетный) годовой фонд времени работы оборудования Ф_{д о} представляет собой время, ч, в течение которого оно может быть полностью загружено, т. е.

Фд.о = Фно ηо, (6.48)

где т)„ — коэффициент использования оборудования, учитывающий простои в ре­монте и техническом обслуживании (г)_о = 0,95...0,98).

Годовым фондом времени рабочего места Ф_рм называют время, ч, в течение которого его используют.

Числовое значение годового фонда времени рабочего места практически равно годовому номинальному фонду времени работы оборудования.

Номинальные фонды времени при работе в одну смену по число­вому значению совпадают, т. е.

Фнп = Фн.о = Фн.р = Фр.м, (6.49)

где Фн.п. Фн.о, Фн.р, и Фр.м — номинальные фонды времени соответственно предприя­тия, оборудования, рабочего и рабочего места.

В общем же случае фонд времени предприятия всегда считается номинальным и его увеличивают лишь пропорционально числу смен.

Рабочее место — зона пребывания работающих, оснащенная не­обходимыми средствами и предметами труда.

Число рабочих мест т определяют несколькими способами. 1. По трудоемкости ремонтных работ

2. По такту производства

Число производственных рабочих (Р) рассчитывают следующим образом.

1. По трудоемкости ремонтных работ

2. По такту производства

3. По графику загрузки мастерской

4. По трудоемкости станочных работ

Различают списочный и явочный составы рабочих. Списочным составом называют полный состав числящихся по спискам на пред­приятии работников, включающий как фактически являющихся на работу, так и отсутствующих по уважительным причинам (по болез­ни, в отпуске, командировке и т. п.).

Явочным составом называется состав рабочих, фактически явля­ющихся на работу.

При расчете рабочих по такту производства и графику загрузки мастерской можно вычислить явочное число рабочих.

Кроме производственных рабочих, непосредственно участвую­щих в операциях по выпуску основной продукции, имеются вспо­могательные рабочие. К ним относятся рабочие основных произ­водственных участков, занятых обслуживанием основного произ­водства (контролеров, рабочих по ремонту оборудования, транс­портных рабочих, кладовщиков, уборщиков и разнорабочих).

Число оборудования рассчитывают следующим образом.

1. По трудоемкости проводимых работ и фонду времени оборудования

2. По трудоемкости проводимых работ на ремонт одной машины
и такту производства

3. По продолжительности технологических операций, не требу­ющих участия рабочих, например при автоматизации,

4. По физическим параметрам (массе или поверхности деталей, подлежащих обработке)

Необходимо иметь в виду, что не все оборудование ремонтного предприятия определяют расчетным путем. На некоторых участках (разборочно-моечном, ремонта двигателей и агрегатов) часть обо­рудования выбирают, исходя из условий фактической необходимо­сти для выполнения технологического процесса.

При разработке проекта реконструкции составляют ведомость имеющегося оборудования, которое будет использовано на реконструированном участке.

Эксплуатация тех или иных подъемно-транспортных средств за­висит от характеристики производственного здания (размеров, пролета и т. п.).

Площадь рассчитывают как при проектировании новых, так и при перепланировке действующих предприятий. Площади отдель­ных участков, цехов и отделений определяют следующими способа­ми.

1. По числу рабочих мест

2. По числу производственных рабочих

3.По удельной площади, отнесенной к одному станку,

Данные об удельной площади на единицу оборудования даются в каталогах и справочниках.

4. По площади, занимаемой оборудованием, с учетом переходного коэффициента

Площадь, занимаемую оборудованием, подсчитывают согласно паспортным данным.

5. По удельной годовой потребности Щ машины /-й марки (ис­пользуют только для расчета площади ремонтно-монтажного участка центральной ремонтной мастерской хозяйств)

Удельная потребность машин в площади, м²: для К-700 и К-70—30, ДТ-75М- 17, Т-150К —9, МТЗ-80 и ЮМЗ-6КЛ -3,15, Т-40А-0,90, Т-25А и Т-16М — 0,3, автомобилей — 0,3 и комбайнов всех ви­дов (в среднем) — 0,85.

6. По фронту ремонта машин (для разборочно-сборочного цеха)

Окончательно выбирают площадь участков после проверки расчетов графическим способом по плану размещения оборудова­ния.

7. По удельной площади, приходящейся на один приведенный ремонт,

Значения удельных площадей по каждому объекту-представите­лю даются в специальных справочниках.

Общую площадь распределяют следующим образом: производ­ственная — 100 %, вспомогательная, складская и конторско-бытовая — соответственно 12, 8 и 6 % производственной.

Нанесение покрытий. В ремонтном производстве из гальванических покрытий чаще всего применяют железнение и реже — хромирование, цинкование и никелирование.

Железнение_характеризуется хорошими технико-экономическими показателями: исходные материалы и аноды дешевые и недефи­цитные; высокие выход металла по току (85...95 %) и производи­тельность—скорость осаждения железа составляет 0,2...0,5 мм/ч; толщина твердого покрытия 0,8...1,2 мм; возможность в широких пределах регулировать свойства покрытий (микротвердость 1600... 7800 МПа) в зависимости от их назначения обусловливает универ­сальность процесса; достаточно высокая износостойкость твердых покрытий, не уступающая износостойкости закаленной стали; по­крытия хорошо хромируются, что позволяет при необходимости повышать износостойкость деталей нанесением более дешевого, чем хромовое, комбинированного покрытия (железо + хром).

Железнение используют в случаях:

при восстановлении малоизношенных деталей (наращивании до номинального или ремонтного размера) автомобилей, тракторов, сельскохозяйственных машин, различного оборудования;

исправлении брака механической обработки;

упрочнении рабочих поверхностей деталей из малоуглеродистой и среднеуглеродистой сталей, не прошедших в процессе изготовле­нии термической обработки.

Металлы группы железа в соединениях могут быть двух- и трех­валентными. Электроосаждение происходит из растворов двухва­лентных соединений. Находящиеся в электролите двухвалентные ионы металла легко окисляются до трехвалентных кислородом воз­духа. При наличии таких ионов снижается выход металла по току и ухудшаются свойства покрытий.

По составу (по виду аниона соли железа) электролиты делят на три группы: хлористые, сернокислые и смешанные (сульфатно-хлористые).

Сернокислые электролиты по сравнению с хлористыми менее химически агрессивны и устойчивы к окислению, но уступают по производительности, качеству получаемых покрытий и другим по­казателям. Поэтому наибольшее применение получили простые (без добавок) хлористые электролиты.

По температурному режиму электролиты делят на горячие и хо­лодные. Первые используют при температуре 60...90 °С, позволяю­щей проводить железнение с большой плотностью тока и высокой производительностью. Однако они менее удобны в эксплуатации — требуются большой расход энергии на нагрев и поддержание высо­кой температуры, их частая корректировка, мощная вентиляция и др. Вторые (электролиз ведется без нагрева) лишены указанных не­достатков, но допускается использовать меньшие плотности тока и поэтому холодные электролиты менее производительны.

В таблице 3.16 приведены наиболее распространенные электро­литы. Электролит № 1 стабилен по составу. С помощью его получа­ют плотные и гладкие покрытия твердостью до 6500 МПа и толщи-нойдо1,0...1,5мм.

3.16. Наиболее	распространенные электролиты, используемые прижелезнении
Показатель			Номер электролита
	2 1 3

Компонент, г/л:

ЮО...35О	400...600	150...200
—	—
—	0,5...2,0	—
0,8... 1,2	0,5...1,3	0,6.-1,1
70...80	20...50	30...50
20...50	10...30	20...25
85...95	85...92	85...92

хлористое железо

сернокислое железо

аскорбиновая кислота Режим:

кислотность, рН

температура электролита, °С

плотность тока, А/дм²

выход по току, %

Наличие в электролите № 2 аскорбиновой кислоты предотвра­щает его окисление и образование гидроксида железа, в результате чего возможны качественные покрытия при низкой температуре и достаточно большой плотности тока. Однако высокая сто­имость аскорбиновой кислоты препятствует ее широкому приме­нению.

Для холодного сульфатно-хлористого электролита № 3 присущи достоинства хлористых и сернокислых электролитов: менее агрес­сивен и более устойчив к окислению, чем хлористый, и в то же вре­мя обеспечивает покрытия хорошего качества с высокой произво­дительностью.

Для получения нужной прочности сцепления важно, чтобы пас­сивная пленка, образовавшаяся при травлении, была разрушена и первые атомы железа осаждались на активную чистую поверхность детали. Поверхность активируется при выполнении переходов: вы­держка без тока и вывод на заданный режим (разгон). После анод­ного травления и промывки детали завешивают на катодную штангу ванны железнения, где они находятся без тока в течение 10...60 с. В период выдержки температура детали сравнивается с температурой электролита и поверхность частично активируется ионами хлора и водорода, находящимися в электролите.

После выдержки деталей без тока включают ток плотностью 2...5 А/дм² и проводят электролиз 0,5...1,0 мин. Затем в течение 5... 10 мин катодную плотность тока постепенно увеличивают до за­данного значения. Его малая плотность в начале электролиза спо­собствует количественному преобладанию выделения водорода над осаждением железа.

Катодный ток и интенсивно выделяющийся водород заканчива­ют начатое при выдержке без тока активирование покрываемой по­верхности. Низкая плотность тока в начале процесса и постепенное ее повышение приводят к осаждению мягкого подслоя железа с не­большими внутренними напряжениями. Все эти факторы способ­ствуют получению высокой прочности сцепления покрытий с дета­лями.

При выборе режима следует иметь в виду общие для большин­ства гальванических процессов положения: чем выше катодная плотность тока, тем больше скорость осаждения металла и произво­дительность процесса; чем ниже температура и концентрация элек­тролита и выше плотность тока (жестче режим), тем больше твер­дость железных покрытий и меньше их максимально достижимая толщина; чем выше температура и концентрация электролита, тем большую плотность тока можно допустить без ущерба для качества покрытий. Также необходимо выдерживать заданную кислотность электролита, так как при ее снижении резко ухудшается сцепляемость покрытий вплоть до отслоения.

При железнении применяют растворимые аноды из малоугле­родистой стали. Соотношение между анодной и катодной поверх­ностями 5_Л: 5_К= 1...2. Его практически невозможно выдержать в процессе нанесения покрытий на внутренние поверхности. Оптимальное значение диаметра анода для внутренних поверхностей со­ставляет 1/3...2/3 диаметра отверстия.

Чтобы уменьшить загрязнение электролита анодным шламом, следует помещать аноды в чехлы (мешки) из кислотостойкой ткани (стекловолокно, шерсть и др.). Аноды располагают с двух сторон от деталей. Расстояния между деталями и анодами должны быть оди­наковыми и равными 60... 150 мм. Длина анодов не более длины по­крываемой поверхности.

Расстояние между деталями 70... 150 мм. Их верхние концы необ­ходимо размещать ниже уровня электролита на 80...100 мм, а ниж­ние — на расстоянии не менее 150...200 мм от дна ванны.

Электроконтактная приварка. До 70 % деталей сельскохозяй­ственной техники имеют износы, не превышающие 0,5 мм. Приме­нение для их восстановления процессов, основанных на дуговой сварке (наплавка под слоем флюса, в среде защитных газов, вибро-дуговая), не совсем целесообразно, поскольку получаемые приращения (2...3 мм и более) требуют больших затрат на последующую механическую обработку. Кроме того, наблюдаются значительный нагрев деталей и их деформация.

Для электроконтактной приварки характерны высокая производительность (до 100 см²/мин), ми­нимальные потери присадочного материала (до 5 %) и припуск на последующую механическую об­работку за счет возможности ре­гулирования толщины наварен­ного слоя (0,3...1,5 мм). При ми­нимальном термическом влия­нии на деталь (до 0,3 мм) можно восстанавливать как наружные, так и внутренние поверхности деталей из различных марок сталей, чугунов, цветных металлов и сплавов.

Сущность процесса заключается в совместном деформировании навариваемого металла и поверхности основы, нагреваемых элект­рическим током до пластического состояния.

Привариваемая лента 2 (рис. 3.28) прижимается к детали кроли­ком 1. Между деталью и роликом пропускается электрический ток большой плотности от понижающего трансформатора 5. Амплитуда и продолжительность импульсов тока изменяются регулятором 6.

Достоинство способа — возможность получения наваренных слоев с заданными трибологическими свойствами, что в несколько раз повышает износостойкость деталей, их коррозионную стой­кость и другие свойства.

При высокой скорости протекающих при наварке процессов можно обойтись без защитных газов и флюсов. Прочная связь меж­ду присадочным материалом и основой достигается вследствие час­тичного плавления тончайших слоев металла в зоне контакта и диф­фузионными явлениями.

В качестве навариваемого материала применяют ленты, прово­локи, а также порошки различного состава (процесс напекания). Чтобы интенсифицировать процесс, на деталь следует подавать ох­лаждающую жидкость.

От материала ленты зависит твердость наваренного слоя.

Сталь 20 40 45 55 40Х 65Г

Твердость, НКС_Э 30...35 40...45 45...50 5О...55 55...60 60...65

Высокая износостойкость может быть получена за счет порош­ков сложного состава.

После напекания (табл. 3.13) слой состоит из вязкой железохромоникелевой матрицы, армированной высокотвердыми частицами карбидов, боридов, нитридов хрома, титана, вольфрама и других металлов.