Общие сведения. Основными целями выполняемой работы являются следующие

Лабораторная работа № 7

ВЫБОР ТЕХНОЛОГИИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ

Цель работы

Основными целями выполняемой работы являются следующие:

изучить методику выбора вариантов технологического процесса восстановления детали;

освоить методику оценки вариантов и выбора среди них оптимального;

научиться составлять краткий технологический процесс восстановления на примере одной из автомобильных деталей.

Общие сведения

Проблема «восстанавливать или не восстанавливать из­ношенную деталь автомобиля» в каждом конкретном слу­чае решается индивидуально. Причем это решение зави­сит от многих обстоятельств: есть ли новая деталь на складе или на рынке; технологические возможности АТП (оборудование и специалисты); наличие финансовых воз­можностей и т. п. В данной работе рассмотрены крите­рии, ориентируясь на которые можно оценить целесооб­разность восстановления деталей, рассмотреть эти вопро­сы с рыночных позиций. Дело в том, что как автотранспортные, так и специализированные ремонтные предприятия сейчас вынуждены заботиться не о выполнении плана, а о прибыльности (или как минимум безубыточности) своей работы. Это возможно лишь при выполнении двух условий — экономически обоснованного отбора деталей для восстановления и обоснованно выбранного варианта технологии восстановления.

Такова теоретическая предпосылка, однако опыта прак­тической ее реализации почти нет. Поэтому эту пробле­му в большинстве случаев решают методом проб и оши­бок, идя в каждом конкретном случае на определенный риск. Анализ огромного зарубежного опыта в этой облас­ти показывает, что риск можно уменьшить, если пробле­му решать по алгоритму, приведенному на рисунке 1.1.

Детали, снятые с автомобиля (агрегата, узла) и прошед­шие очистку, поступают на участок первичной сортировки (дефектации), где их по чисто конструктивно-технологичес­ким признакам разделяют на три группы: не подлежащие восстановлению; пригодные к восстановлению; годные для повторного использования. Этот этап традиционен как для плановой, так и для рыночной экономики. На следующем этапе деталями, включенными во вторую группу, должны заняться экономист и специалист по менеджменту, так как только они могут определить, с одной стороны, затраты на восстановление, с другой — рыночную цену восстановлен­ной детали, которая определяется соотношением «спрос — предложение». На рисунке 1.1 это названо вторичной сорти­ровкой. Ее основой являются экономические и маркетин­говые исследования спроса и предложения на региональ­ном рынке, необходимость проведения организации восста­новительного производства с тем, чтобы его рентабельность была близкой к оптимальной. Конкретно это сводится к определению реально возможных и нужных рынку объе­мов производства запасных частей и восстановления из­ношенных деталей, вытекающих из фактического состоя­ния регионального парка автомобилей. Чтобы повысить вероятность коммерческого успеха в будущем, рыночный спрос «на сегодня» следует дополнить прогнозом на бли­жайшие два-три года. Это позволит оценить вероятный объем продаж или собственного потребления на ближай­шую перспективу и обеспечить тем самым наибольшую эффективность производства в будущем.

Изношенные детали узла (агрегата)

Первичная сортировка

Детали, не восстанавливаемые по конструктивно-технологическим причинам

Детали, годные для дальнейшего использования

Восстанавливаемые детали

Утилизация

Экономические и маркетинговые

Детали, не выгодные для восстановления по экономическим причинам

Вторичная сортировка

Детали, экономически выгодные для восстановления

Методы восстановления

перспективные

разработанные

имеющиеся на предприятии

Технический уровень технологии восстановления

Экономическая эффективность

Технический уровень детали после восстановления

Ресурсоемкость

Энергоемкость

Материалоемкость

Капиталоемкость

Трудоемкость

Себестоимость

Долговечность

Рисунок 1.1 – Алгоритм выбора способа восстановления детали

В итоге вторичной сортировки выявляются две группы деталей — экономически невыгодные и экономически вы­годные для восстановления. Работа в дальнейшем продолжа­ется со вторыми, именно для них выбираются конкретные способы восстановления и определяются необходимые капи­тальные вложения, размеры ожидаемой прибыли, рентабель­ность ремонтного производства, пути его совершенствования.

Как видим, основа этого подхода — рыночные спрос и предложение, т. е. предполагаемый дефицит на запасные ча­сти, который нужно рассчитать и оценить, какая его доля может быть обеспечена другими предприятиями, занятыми изготовлением или восстановлением деталей. Поэтому, наря­ду с оценкой общего спроса, необходимо исследовать и его структуру с точки зрения потребности конкретных деталей в определенный момент времени (месяц, квартал, год). По­скольку спрос на конкретную деталь для потребителя — дело субъективное, то для выявления структуры спроса запасных частей на определенный момент времени приходится исполь­зовать метод экспертных оценок и проводить маркетинговые исследования региона (при возможности — республики).

Теперь рассмотрим вопрос, какие из деталей восстанав­ливать выгодно. Из практики известно, что таких дета­лей большинство. Из строя они выходят (т. е. теряют свою потребительскую стоимость), как правило, вследствие незначительного (0,2—1,5 % по массе) естественного из­носа рабочих поверхностей. При их восстановлении затра­ты на материалы составляют 2—15 % себестоимости, в то время как для изготовления новой детали эти расходы составляют в среднем 70—75 % себестоимости.

Что касается выбора рациональной технологии восстанов­ления, то здесь возможны несколько вариантов. Во-первых, предприятие может обойтись собственными производственны­ми мощностями; во-вторых, купить технологию и оборудо­вание на рынке; в-третьих, приобрести лицензию на исполь­зование запатентованных перспективных технологий. Одна­ко два последних варианта требуют затрат на научно-иссле­довательские и опытно-конструкторские работы, так как ры­нок может предложить несколько технологий восстановле­ния. Чтобы выбрать лучшую из них, нужны специальные исследования и комплексный анализ эффективности, который включает анализ технического уровня восстановитель­ной технологии, экономической эффективности восстанови­тельного производства и технического уровня восстановлен­ных деталей. Технический уровень технологии оценивается (рисунок 1.1) по показателю ресурсоемкости, которая вклю­чает: энергоемкость, материало-, капитало- и трудоемкость.

Экономическая эффективность оценивается по себесто­имости восстановленных деталей.

Технический уровень детали после восстановления оце­нивается по двум показателям — точности (соответствию требованиям чертежа на новую деталь) и долговечности. Но, очевидно, что идеально воспроизвести геометрические размеры и первоначальные физико-механические свойства детали не всегда возможно, хотя иногда в этом нет необ­ходимости. Достаточно, чтобы восстановленная деталь об­ладала пригодностью, достаточной надежностью и долго­вечностью (рисунок 1.1).

Из сказанного можно сделать вывод: выбор подлежащих восстановлению деталей и технологий восстановления — задача хотя и сложная, но решаемая. Чтобы повысить точ­ность этого выбора, а значит, снизить связанный с ним риск, целесообразно пользоваться следующей методикой.

По чертежу детали выбираются класс и группа, к ко­торой относится деталь по конструктивно-технологическим признакам (таблица 1.1).

Таблица 4.1 – Распределение восстанавливаемых деталей по классам и группам

Классы деталей	Группы деталей
I. Корпусные	Картеры мостов, блоки цилиндров, картеры редукторов	Картеры коробок передач	Корпуса насосов, подшипников	—	—	—
II. Полые цилиндры	Ступицы колес, барабаны тормозов	Чашки дифференциала	Гильзы цилиндров, стаканы подшипников	—	—	—
III. Валы	Полуоси	Валы коленчатые	Валы с шестернями	Валы шлицевые	Оси, штанги	Клапаны, толкатели
IV. Диски	Шестерни, маховики, диски	Фланцы, шкивы крыльчатки	—	—	—	—

Продолжение таблицы 4.1

V. Стержни некруглые	Штанги реактивные, рычаги коробок, шатуны, сошки, тяги, рычаги поворотные, вилки переключения	—	—	—	—	—
VI. Крышки и кронштейны	Крышки картера, кронштейны колодок, крышки подшипников, крышки насосов, крышки шестерен	—	—	—	—	—
VII. Детали негруппирующиеся	Лонжероны, балки, колодки, опоры, кулаки поворотные, упоры	—	—	—	—	—

Для выбора конкурентных способов восстановления ис­пользуются конструктивные и технологические характери­стики деталей, учитывающие восемь наиболее важных признаков: форму, размеры, толщину покрытия, твердость поверхности, усталостную прочность материала детали, ха­рактер действующих нагрузок. На основании этих при­знаков определены возможные способы восстановления де­талей и удельные показатели технического уровня техно­логии, экономической эффективности и технического уров­ня детали после восстановления (таблица 1.2). Для удоб­ства пользования таблицей способы зашифрованы:

1 — механизированная наплавка под слоем флюса + шлифование;

2 — механизированная наплавка под слоем флюса + точение, закалка ТВЧ и шлифование;

3 — вибродуговая наплавка в среде жидкости + шлифование;

4 — механизированная наплавка в углекислом газе + точение, закалка ТВЧ и шлифование;

5 — хромирование ванное в универсальном электролите + шлифование;

6 — железнение ванное на постоянном токе + шлифование;

7 — железнение ванное на переменном токе + шлифование;

8 — железнение проточное безванное на переменном токе + шлифование;

9 — электромеханическая обработка;

10 — механическая обработка (кроме способа ремон­тных размеров);

11 — клеевые композиции.

Таблица 4.2 – Удельные показатели способов восстановления деталей по классам и группам

Класс детали и возможные способы ее восстановления	Группа	Удельные показатели на 1 дм2 поверхности	Относительная долговечность α
W, кВт·ч	Q, кг	β, м2	qc, чел.-ч	св, у.е.
Класс I. Корпусные детали
Железнение (8)		3,1	0,2	6,5	0,41	0,7	0,91

Продолжение таблицы 4.2

Механическая обработка (10)		2,6	2,4	4,4	0,34	0,8	0,90
Клеевые композиции (11)		0,2	0,1	0,2	0,18	0,3	—
Железнение (8)		4,4	0,2	4,1	0,64	1,1	0,91
Механическая обработка (10)		2,7	3,8	4,5	0,51	1,0	0,90
Клеевые композиции (11)		0,2	0,1	0,2	0,16	0,3	—
Железнение (8)		4,0	0,2	3,4	0,74	1,2	0,9
Механическая обработка (10)		2,6	4,1	4,4	0,34	4,0	0,90
Клеевые композиции (11)		0,2	0,1	0,2	0,32	0,4	—
Класс II. Полые цилиндры (втулки)
Наплавка вибродуговая (3)		1,8	0,1	3,0	0,29	0,5	0,98
Наплавка в среде газа (4)		4,3	0,1	1,7	0,33	0,6	0,80
Хромирование (5)		6,9	0,3	48,4	1,29	2,2	1,66
Железнение (6)			0,2	4,5	0,28	0,5	0,91
Механическая обработка (10)		2,1	3,1	3,4	0,27	0,6	0,90
Наплавка под флюсом (1)		2,7	0,4	3,0	0,47	0,9	0,91
Наплавка под флюсом (2)		4,7	0,4	3,4	0,56	1,0	0,91
Наплавка вибродуговая (3)		1,9	0,1	4,7	0,47	0,8	0,98
Наплавка в среде газа (4)		4,4	0,1	2,8	0,53	1,0	0,80
Хромирование (5)		6,0	0,2	49,1	1,49	2,4	1,66
Железнение (6)		1,9	0,2	10,6	0,56	0,9	0,91
Механическая обработка (10)		2,7	3,0	4,4	0,35	0,9	0,90
Наплавка вибродуговая (3)		1,8	0,1	3,1	0,30	0,6	0,98
Наплавка в среде газа (4)		4,3	0,1	1,8	0,34	0,7	0,80
Хромирование (5)		5,7	0,2	39,3	1,12	1,9	1,66
Железнение (7)		1,4	0,2	3,4	0,27	0,5	0,91
Железнение проточное (8)		3,5	0,2	10,8	0,50	0,8	0,91
Механическая обработка (10)		3,0	3,2	5,1	0,40	1,0	0,90
Класс III. Круглые стержни (валы)
Наплавка под флюсом (1)		2,8	0,4	2,7	0,41	0,8	0,91
Наплавка вибродуговая (3)		2,1	0,1	3,0	0,40	0,7	0,98

Продолжение таблицы 4.2

Наплавка в среде газа (4)		4,3	0,1	2,0	0,39	0,7	0,80
Хромирование ванное (5)		8,3	0,3	65,2	1,75	2,9	1,66
Железнение ванное (7)		1,8	0,2	9,6	0,46	0,8	0,91
Наплавка под флюсом (1)		2,2	0,5	1,8	0,37	0,7	0,91
Наплавка вибродуговая (3)		1,7	0,1	3,0	0,44	0,8	0,98
Наплавка в среде газа (4)		4,1	0,1	1,5	0,35	0,7	0,80
Хромирование ванное (5)		5,6	0,2	28,4	0,97	1,5	1,66
Железнение (7)		1,1	0,2	3,0	0,29	0,5	0,91
Механическая обработка (10)		0,5	0,1	1,1	0,10	0,4	0,90
Наплавка под флюсом (1)		2,8	0,4	3,4	0,51	0,9	0,91
Наплавка вибродуговая (3)		2,1	0,1	4,5	0,56	1,0	0,98
Наплавка в среде газа (4)		4,3	0,1	2,6	0,54	1,0	0,80
Железнение (7)		1,4	0,2	4,9	0,46	0,8	0,91
Электромеханическая обработка (9)		2,0		4,8	0,46	0,8	1,10
Наплавка под флюсом (1)		2,3	0,4	2,9	0,44	0,8	0,91
Наплавка вибродуговая (3)		2,1	0,1	4,1	0,47	0,9	0,98
Наплавка в среде газа (4)		4,3	0,1	2,5	0,46	0,9	0,80
Хромирование (5)		5,0	0,2	47,6	1,44	2,4	1,66
Железнение (6)		1,5	0,2	5,7	0,41	0,7	0,91
Электромеханическая обработка (9)		1,3		2,6	0,25	0,4	1,10
Наплавка вибродуговая (3)		2,2	0,1	3,4	0,44	0,8	0,98
Наплавка в среде газа (4)		4,4	0,1	2,4	0,43	0,8	0,80
Хромирование (5)		6,1	0,2	42,3	1,26	2,1	1,66
Железнение (6)		1,4	0,1	3,8	0,35	0,6	0,91
Хромирование ванное (5)		5,4	0,2	45,0	1,44	2,4	1,66
Железнение (7)		1,4	0,1	3,3	0,44	0,7	0,91
Механическая обработка (10)		0,9	0,2	1,2	0,08	0,4	0,90
Класс IV. Диски
Наплавка под флюсом (1)		2,6	0,4	3,2	0,46	0,8	0,91
Наплавка под флюсом (2)		4,8	0,4	3,6	0,53	1,0	0,91

Продолжение таблицы 4.2

Наплавка в среде газа (4)		4,3	0,1	2,4	0,47	0,8	0,80
Хромирование (5)		11,6	0,2		2,77	4,3	1,66
Железное ванное (6)		2,0	0,2	14,7	0,61	1,0	0,91
Наплавка под флюсом (1)		2,6	0,4	3,2	0,46	0,8	0,91
Наплавка под флюсом (2)		4,7	0,4	3,6	0,57	1,0	0,91
Наплавка вибродуговая (3)		1,9	0,1	4,6	0,44	0,7	0,98
Наплавка в среде газов (4)		4,3	0,1	2,7	0,51	0,9	0,80
Хромирование ванное (5)		8,6	0,4	30,9	2,22	3,6	1,66
Железное ванное (6)		1,6	0,3	6,3	0,45	0,7	0,91
Железнение (7)		1,5	0,2	5,5	0,40	0,7	0,91
Класс V. Некруглые стержни (рычаги)
Железнение (8)		0,4	0,2	3,5	0,16	0,3	0,91
Механическая обработка (10)		1,7	2,0	2,6	0,33	0,8	0,90
Класс VI. Кронштейны, крышки
Механическая обработка (10)		2,6	6,6	4,4	0,34	1,3	0,90
Класс VII. Негруппирующиеся детали, требующие специальной оснастки
Наплавка под флюсом (1)		2,8	0,4	2,6	0,40	0,7	0,91
Наплавка вибродуговая (3)		1,8	0,1	3,4	0,34	0,6	0,98
Наплавка в среде газа (4)		4,3	0,1	1,9	0,38	0,7	0,80
Хромирование ванное (5)		6,3	0,2	49,0	1,38	2,3	1,66
Железнение (6)		1,5	0,2	4,6	0,33	0,6	0,91
Электромеханическая обработка (9)		1,3		2,6	0,25	0,4	1,10

В таблице 1.2 для каждого класса деталей представлены конкурирующие способы и удельные показатели на 1 дм² поверхности: удельные энергозатраты W, расход материалов на восстановление единицы поверхности Q, показатель использования площади β (отношение производственной площади технологического комплекта оборудования к производительности труда процесса нанесения материала при данном способе восстановления), трудоемкость q_c, себестоимость восстановления С_в и относительная долговечность α.

Выбрав конкурирующие способы и их удельные показатели, определяем интегральный показатель технологии восстановления и составляем последовательность выполне­ния технологических операций процесса восстановления.