Совершенствование технологии ремонта плуга ПКМ-5-40 в ОАО «Минский райагросервис» с разработкой устройства для спрейерного охлаждения полевой доски

Дипломный проект

Расчетно – пояснительная записка на 106 с., графическая часть на 12 листах формата А1, таблиц 11, иллюстраций 7, приложения.

В проекте приведены анализ ремонтного предприятия и его производственных подразделений, анализ существующих технологий ремонта. По результатам анализа разработана перспективная, ресурсосберегающая технология изготовления и упрочнения полевой доски в условиях ремонтного предприятия районного уровня ОАО «Минский райагросервис» и обосновано технологическое и транспортное оборудование.
В конструкторской часки проекта обоснована целесообразность применения оснастки по спрейерному охлаждению полевой доски, изложено устройство и принцип работы оснастки, разработана конструкция оснастки.
В разделе по безопасности жизнедеятельности дана оценка экологической обстановке на предприятии, рассмотрена оценка устойчивости потенциально опасных объектов.
Технико – экономические расчеты подтвердили целесообразность и обоснованность принятых в проекте решений.


СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 ОБОСНОВАНИЕ ТЕМЫ И ЗАДАЧИ ПРОЕКТА...
1.1 Краткая характеристика ОАО «Минский райагросервис»...
1.2 Производственная структура ремонтной мастерской...
1.3 Анализ состояния технологии и организации производства...
1.4 Характеристика отделения ремонта сельхозмашин
1.5 Анализ существующих технологий ремонта плугов...
1.6 Выводы и предложения...
2 ОБОСНОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ПРОГРАММЫ
РЕМОНТА ПЛУГОВ ...
2.1 Определение потребности в плугах
2.2. Обоснование производственной программы ремонта плугов ...
3. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ РЕМОНТА ПЛУГОВ...
4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
РЕМОНТА ПЛУГОВ...
4.1 Разработка техпроцесса разборки.
4.1.1 Технические требования на разборку.
4.1.2 Разработка схемы разборки..
4.1.3 Выбор оборудования и инструмента...
4.2 Разработка технологического процесса дефектации деталей ...
4.2.1 Анализ дефектов и выбраковочные признаки...
4.2.2 Последовательность выполнения и содержание операций ...
4.3 Анализ конструкции и материала детали.
4.4 Разработка технологического процесса изготовления и упрочнения детали
4.4.1 Определение применимости способов упрочнения...
4.4.2 Обоснование технологического маршрута изготовления и упрочнения детали......
4.4.3 Расчет технологических режимов и норм времени...
4.4.4 Технико-экономические показатели упрочнения детали...
4.4.5 Исследование структуры и физико-механических свойств упрочненных полевых досок...
5. ТРУДОЕМКОСТЬ РЕМОНТА И ГОДОВОЙ ОБЪЕМ РАБОТ..
5.1. Обоснование трудоемкости ремонта...
5.2. Расчет годового объема работ
6 ПРОЕКТИРОВАНИЕ УЧАСТКА РЕМОНТА КОМБИНИРОВАННЫХ АГРЕГАТОВ...
6.1. Расчет количества производственных рабочих
6.2 Расчет количества и подбор оборудования.
6.3 Расчет количества рабочих мест
6.4 Расчет площади и разработка технологической планировки отделения..
6.5 Расчет потребности в энергоресурсах...
7 ТЕХНИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ И НАУЧНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ТРУДА.......
8 КОНСТРУКТОРСКАЯ РАЗРАБОТКА......
8.1 Обоснование актуальности разработки...
8.2 Анализ прототипов
8.3 Устройство и принцип работы конструкции......
8.4 Технические расчеты....
8.5 Технико-экономическая оценка разработки...
9 БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА...
9.1 Анализ состояния охраны труда на ОАО «Минский райагросервис» и мероприятия по ее улучшению
9.2 Общая характеристика условий труда и производства при изготовлении и упрочнении полевой доски плуга ПКМ-5-40...
9.3 Мероприятия по обеспечению необходимых санитарно-гигиенических условий труда и безопасности при изготовлении и упрочнении полевой доски плуга ПКМ-5-40...
9.4 Обеспечение пожарной безопасности в ОАО «Минский райагросервис»..
9.5 Безопасность жизнедеятельности в чрезвычайных и экологически неблагоприятных ситуациях в ОАО «Минский райагросервис»......
10 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ...
10.1 Инвестиции ...
10.2 Расчет себестоимости изготовления и упрочнения полевой доски..........
10.2.1 Стоимость материалов....
10.2.2 Основная заработная плата производственных рабочих...................
10.2.3 Дополнительная заработная плата производственных рабочих...
10.2.4 Отчисления на социальное страхование...
10.2.5 Единый платеж чрезвычайного налога и обязательных отчислений в государственный фонд содействия занятости ...
10.2.6 Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования...
10.2.7 Цеховые (общепроизводственные) расходы...
10.3 Определение отпускных цен на изготовленные детали......
10.4 Оценка эффективности инвестиций......
10.5 Расчет критических объемов производства....
ЗАКЛЮЧЕНИЕ...
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ...
ПРИЛОЖЕНИЯ


4.4.2 Обоснование технологического маршрута изготовления
и упрочнения детали
Технологический процесс изготовления и упрочнения полевой доски для легкий почв состоит из следующих операций:
005 Транспортная; 010 Заготовительная; 015 Слесарная; 020 Сверлильная; 025 Прессовая; 030 Термическая; 035 Термическая; 040 Термическая (низкий от-пуск), 045 Дробеструйная; 050 Контрольная; 055 Окрасочная; 060 Упаковочная.
Технологический процесс изготовления и упрочнения полевой доски для тяжелых почв состоит из следующих операций:
005 Транспортная; 010 Заготовительная; 015 Слесарная; 020 Сверлильная; 025 Прессовая; 030 Наплавочная; 035 Термическая; 040 Термическая; 045 Термическая (низкий отпуск), 050 Дробеструйная; 055 Контрольная; 060 Окрасочная; 065 Упаковочная.
Транспортная операция подразумевает транспортировку листов стали марки 60 ПП электрокаром в цех.
На заготовительной операции происходит вырезка заготовок из листа стали при помощи плазмотрона УНП-503 согласно рабочему чертежу. После заготовительной операции осуществляется слесарная операция, где у заготовок притупляются кромки при помощи верстака ОРГ-1468-01-060А, напильника ГОСТ 166-89 и тисков 7200-0205. Далее на сверлильной операции с использованием станка 2М135 и сверла ø29 ГОСТ 1902-77 происходит высверливание отверстий у заготовок.
На прессовой операции происходит выпрессовка квадратных отверстий при помощи гидропресса, пуансона ГОСТ 9140-78 и подкладного кольца. Далее заготовки передаются на наплавочную операцию, где происходит наплавка рабочей поверхности полевых досок согласно рабочего чертежа при помощи преобразователя напряжения ПД-502У2 и электродов Т 590 ГОСТ 9466-75.
Далее заготовки передаются на термическую операцию. Они помещаются в электропечь ПКМ 8.12.5 где осуществляется термическое упрочнение детали. Детали нагревают до температуры 1123 К. Далее заготовки подвергаются спрейерному охлаждению. Для этого применяется установка для спрейерного охлаждения.
Во время дробеструйной операции происходит очистка поверхности детали заготовок при помощи машины дробеструйной Н515.00.00.00.
После этого осуществляется контрольная операция, которая подразумевает проверку соответствия полученной детали требованиям рабочего чертежа, при этом используются штангенглубиномер ШЦ-II-250-0,05ГОСТ162-80, штангенциркуль ШЦ-II-250-0,05 ГОСТ162-80, калибр пазовый 8154-0069-pg, скоба 8113-0127-Д, кольцо 8211-0103-8g, образцы шероховатости, микрометр МК100-0,05 ГОСТ 6507-78. Далее заготовки окрашиваются краской ПФ-115 и передаются на упаковочную операцию.





8 КОНСТРУКТОРСКАЯ РАЗРАБОТКА

8.1 Обоснование актуальности разработки
С целью резкого сокращения длительности цикла упрочнения была опробована промежуточная закалка поверхности изделия водой при помощи спрейера с последующим самоотпуском. Спрейерное охлаждение обеспечивает высокую и равномерною твердость поверхности, обладает высокой производительностью, но часто приводит к образованию закалочных трещин на концентраторах напряжений.
В результате кратковременного охлаждения в спрейере происходит промежуточная закалка на определенную глубину охлаждаемой поверхности. Глубинные слои прогретого насквозь изделия при этом сохраняют высокую температуру. В результате последующей выдержки происходил разогрев и самоотпуск закаленного поверхностного слоя на требуемую твердость. После самоотпуска слоя промежуточной закалки производили нагрев под поверхностную закалку. По предложенному способу проводили химико-термическую обработку пальцев задней рессоры автомобиля МАЗ из стали 45 с использованием индукционного нагрева.

1-обрабатываемая деталь, 2 -приводные опорные рамки, 3-нагружающий ролик, 4-пневмоцилшшр, 5-снрейер, 6-регулируемый упор.
Рисунок 8.1 - Схема устройства для термомеханической обработке пальцев рессоры и реактивной штанги после пцгронеметации при индукционном нагреве

Схема устройства для такой обработки показана на рисунке 8.1. Обрабатываемую деталь 1 после насыщения при температуре 1050°С помещают между опорными приводными роликами 2 и нагружающим роликом 3, после чего при непрерывном вращении создают радиальную нагрузку па поверхность обрабатываемой детали при помощи пневмоцилнндра 4. При снижении температуры до 800 - 820 °С на поверхность детали, не прекращая обкатку, подают закалочную воду через спрсйерное устройство 5, расположенное между обкатывающими роликами. Количество подаваемой воды дозируют для осуществления самоотпуска. Смещение нагружающего ролика жестко ограничено регулируемыми упорами 6 для обеспечения заданного окончательного диаметра детали. В процессе такой обработки деталь предохраняется от коробления, происходит выглаживание поверхности и до-полнительное упрочнение за счет пластической деформации поверхностного слоя[3].

8.2 Анализ прототипов
При закалке деталей сложной формы может быть несколько участков, закаливаемых поочередно одновременным способом. В этом случае говорят о последовательной закалке. В качестве примера такого приема закалки можно привести закалку шестерен по впадине или по зубу, коленчатых валов, у которых поочередно закаливаются все шейки, и др. При закалке шеек коленчатых валов и подобных деталей цилиндрический индуктор делается разъемным.

Рисунок 8.2- Схема закалки Рисунок 8.3-Схема профиля индуктирующего
с одновременным нагревом провода для одновременного
нагрева при зональной закалке
Непрерывно последовательный способ нагрева легко позволяет осуществить процесс ускоренного сквозного или глубинного нагрева, который может быть условно назван процес сом с постоянной температурой поверхности.

Вода Индуктор

а-бездополнительного душа; б-с дополнительным душем
Рисунок 8.4-Схема закалки непрерывно-последовательным способом:
Мощность, выделяемая в начале и конце процесса, регулируется числом витков на единице длины индуктора. В некоторых случаях одновременный способ нагрева сочетают с непрерывно-последовательным. Такое сочетание удобно, например, при поверхностной закалке длинных валков, имеющих е одной стороны уступ или фланец с галтелью, который тоже должен быть закален. Индуктор конструируется с учетом возможности нагрева галтели одновременным способом и цилиндрической части непрерывно-последовательным способом. Индуктор устанавливается вблизи галтели. Нагрев галтели и фланца осуществляется при неподвижном индукторе, одновременно нагревается и та часть вала, которая охвачена индуктором. После доотижения заданной температуры из отверстий индуктора на нагретую поверхноеть подается закалочная вода. Одновременно индуктор приводится в движение и производится последовательная закалка цилиндрической части вала. Часть цилиндрической поверхности, находящаяся внутри индуктора в период нагрева галтели, легко перегревается, так как время нагрева этого учаетка всегда больше времени нагрева элемента поверхности при закалке остальной части вала непре-рывно-последовательным способом. В результате вблизи поверхности в закаленном слое возможно получение структур перегрева с пониженными механическими свойствами. Получение равномерною закаленного слоя без жесткого перегрева возможно лишь за счет регулирования электрического режима в процессе закалки.
Закалку полевой доски непрерывным способом из сложной формы достаточно сложно осуществить, и в дипломном проекте предлагается конструкция штампа для раздельного спрейерного охлаждения. После индукционного нагрева доску укладывают в штамп. Он позволяет предотвратить коробление полевой доски при охлаждении и получить необходимую структуру металла. Конструкция штампа представлена в графической части проекта, описание конструкции изложено в следующем пункте.

8.3 Устройство и принцип работы конструкции

Рис.8.5.Штамп для спрейерного охлаждения полевой доски
При закалке во избежание коробления закаленного слоя деталь должна фиксироваться относительно спрейера достаточно точно. Базой при установке детали в закалочное устройство может быть нижний спрейер2. Следовательно, его размер должен быть точным и это надо предусмотреть при построении технологического процесса механической обработки. Верхний спрейер3 также выполнен отдельно и закреплен на направляющих 1,2. Прижимное усилие создаёт гидроцилиндр 6. Вода подводится к спрейерам через штуцер 11,12.
На части спрейеров 2,3 прилегающих к лапе выполнены отверстия диамет-ром2 мм. По опыту работы на МАЗе для спрейера оптимальными параметрами являются: отверстия 01,8-2,0 мм. просверленные с шагом 4 мм. для одного ряда отверстий и 6 мм -для многорядных спрейеров, при расстоянии между рядами 3 мм и сверлении отверстий в шахматном порядке. При этом для индукционных витков с толщиной стенки более Змм спейерные отверстия делаются ступенчатыми: сначала сверлом 0 2,8-3,3 мм сверлится большая часть толщины витка, а оставшаяся толщина (около 1 мм) - сверлом 01,8-2,0 мм. Такая технологическая последовательность объясняется несколькими причинами: -вязкостью и пластичностью меди при сверлении, в результате которой сверление глубоких отверстий малого диаметра приводит к поломке сверла; ступенчатая форма отверстий обеспечивает снижение сопротивления потоку охлаждающей воды; спрейер со ступенчатой формой отверстий более удобен при чистке и травлении от загрязнений, накапливающихся в результате длительной эксплуатации[ 5 ].
Вода на нагретую поверхность должна подаваться равномерно, под большим давлением через расширяющиеся к выходу патрубки- штуцеры. Площадь сечения водяной камеры индуктора (внутреннее сечение индуктирующего провода) должна быть не менее суммарной площади всех спрейерных отверстий.