Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Усовершенствование термодиффузионного упрочнения деталей сельскохозяйственной техники на примере дисков лущильника Коршунов, Владимир Владимирович

Усовершенствование термодиффузионного упрочнения деталей сельскохозяйственной техники на примере дисков лущильника
<
Усовершенствование термодиффузионного упрочнения деталей сельскохозяйственной техники на примере дисков лущильника Усовершенствование термодиффузионного упрочнения деталей сельскохозяйственной техники на примере дисков лущильника Усовершенствование термодиффузионного упрочнения деталей сельскохозяйственной техники на примере дисков лущильника Усовершенствование термодиффузионного упрочнения деталей сельскохозяйственной техники на примере дисков лущильника Усовершенствование термодиффузионного упрочнения деталей сельскохозяйственной техники на примере дисков лущильника
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Коршунов, Владимир Владимирович. Усовершенствование термодиффузионного упрочнения деталей сельскохозяйственной техники на примере дисков лущильника : диссертация ... кандидата технических наук : 05.20.03 / Коршунов Владимир Владимирович; [Место защиты: Моск. гос. агроинженер. ун-т им. В.П. Горячкина].- Брянск, 2011.- 168 с.: ил. РГБ ОД, 61 12-5/650

Содержание к диссертации

Введение

1 .Состояние вопроса 9

2. Методика исследования 22

2.1 Постановка задачи 22

2.2 Общая методика исследований 23

2.2.1 Программа исследований 23

2.2.2 Лабораторная установка и применяемое оборудование 25

2.2.3 Образцы и материалы для исследований 29

2.2.4 Методика исследований и выбора составов экзотермического порошка и диффузионного-активной пасты для нитроцементации 33

2.2.5 Оценка, состава некоторых физико-механических и эксплуатационных свойств упрочненных слоев 36

2.2.6 Математическая обработка экспериментальных данных 41

3. Теоретические исследования тепловых эффектов экзотермических реакций 42

3.1 Вопросы исследования 42

3.2 Результаты теоретических исследований и их обсуждение 44

Выводы 53

4. Экспериментальное изучение экзотермического порошка, диффузионно-активной пасты и некоторых свойств упрочненных деталей 54

4.1 Вопросы исследования 57

4.2 Порядок проведения исследований 57

4.3 Результаты исследований и их обсуждение 64

4.3.1 Исследование и оптимизация экзотермического порошка 64

4.3.2 Исследование диффузионно-активного состава для термодиффузионного упрочнения деталей 79

4.3.3 Состав нитроцементированного слоя и некоторые физико механические, эксплуатационные свойства упрочненных деталей 87

Выводы 90

5. Разработка технологии упрочнения дисков лущильника термодиффузионным методом 92

5.1 Вопросы исследования 92

5.2 Порядок проведения исследований 93

5.2.1 Разработка запала для воспламенения экзотермического порошка 93

5.2.2 Разработка формы для экзотермического порошка 96

5.3 Результаты экспериментов и их обсуждение 98

5.3.1 Выбор запала для воспламенения экзотермического порошка 98

5.3.2 Выбор формы для экзотермического порошка и оценка свойств упрочнения слоев натурных деталей 99

5.3.3 Опытно-производственные испытания экзотермического упрочнения дисков лущильника 100

5.4 Технология термодиффузионного упрочнения дисков лущильников 101

Выводы 104

6. Технико-экономическая эффективность термодиффузионного упрочнения дисков лущильников 105

Выводы 109

Общие выводы и рекомендации 110

Список использованных источников 112

Приложения 123

Введение к работе

Актуальность темы.

Рабочие органы почвообрабатывающих машин интенсивно изнашиваются, их приходится часто заменять или ремонтировать и восстанавливать. Эффективным способом повышения надежности рабочих органов почвообрабатывающей техники является их упрочнение, которое все более успешно конкурирует с восстановлением.

В настоящее время используют различные методы упрочнения, но для их применения необходимо дорогостоящее оборудование, которое потребляет большое количество электроэнергии. Производительность существующих методов упрочнения недостаточно высока.

Большой вклад в изучение вопросов изнашивания рабочих органов почвообрабатывающих машин и разработки методов повышения их надежности внесли:, Бернштейн Д.Б., Бойков В.М., Бурченко П.М., Винокуров В.М., Виноградов В.Н., Голубев И.Г., Ермолов Л.С., Ерохин М.Н., Краснощеков Н.В., Крагельский И.В., Костецкий Б.И., Львов П.Н., Михальченков A.M., Новиков В.С., Ниловский И.Л., Огрызков Е.П., Панов И.М., Пронин А.Ф., Рабинович А.Ш., Розенбаум А.Н., Севернев М.М., Сидоров С.А., Синеоков Г.Н., Тененбаум М.М., Хрущев М.М. и многие другие ученые.

Вместе с тем, проблема повышения работоспособности деталей, работающих в контакте с почвой, остается актуальной. Исследования, направленные на повышение ресурса рабочих органов почвообрабатывающих машин, имеют важное народнохозяйственное значение. Для многоукладного сельского хозяйства России важно также разработать методы упрочнения, окупающиеся в условиях мелких ремонтных баз и малых предприятий. К их числу относятся методы, использующие альтернативные источники энергии, применение которых позволит снизить потребление электроэнергии, отказаться от дорогостоящего оборудования и снизить себестоимость обработки. Например, термодиффузионное упрочнение деталей машин не требует дорогостоящего оборудования, расхода большого количества электроэнергии, является высокопроизводительным и малозатратным. Вместе с тем, для упрочнения деталей сельскохозяйственной техники пока не применяется.

Работа выполнялась в соответствии с планом НИР ФГОУ ВПО БГСХА «Разработка энергоресурсосберегающих технологий ремонта сельскохозяйственной техники».

Цель работы — исследовать и усовершенствовать технологию термодиффузионного упрочнения деталей сельскохозяйственной техники (на примере дисков лущильника).

Для выполнения данной цели поставлены следующие задачи:

разработать оптимальный состав экзотермических порошков и диффузионно-активных паст для нитроцементации деталей почвообрабатывающей техники;

исследовать и оптимизировать условия экзотермического упрочнения деталей;

разработать технологию и оснастку для упрочнения деталей сельскохозяйственной техники на примере дисков лущильника;

апробировать и внедрить технологию в производство, дать ее технико-экономическую оценку.

Объекты исследования. Объектом исследования является диск лущильника, а так же материалы для их упрочнения экзотермические и диффузионно-активные пасты и порошки.

Предмет исследования. Определение закономерностей влияния составов экзотермических порошков и диффузионно-активных паст на энерговыделение и протекание процессов нитроцементации сталей и формирования ряда физико-механических свойств рабочих поверхностей дисков лущильника.

Методы исследования.

Теоретические положения, изложенные в работе, основываются на методах теории протекания экзотермических реакций, теории термохимических процессов протекания диффузии легирующих элементов в металлах, положениях математической статистики и моделирования. Теоретические результаты сопоставлялись с данными экспериментальных исследований.

Научная новизна:

1. Теоретически и экспериментально исследовано влияние различных компонентов экзотермических порошков на энерговыделение при реакции их горения и на данной основе разработан экзотермический состав энерговыделяющего порошка обеспечивающий необходимую температуру для проведения упрочнения деталей в течение определенного времени.

2. Теоретически и экспериментально исследовано влияние компонентов диффузионно-активной пасты на процесс нитроцементации сталей и на данной основе разработан состав пасты, позволяющий получить упрочненный слой стали глубиной до 0,5 мм в короткое время.

3. Изучены физико-механические свойства упрочненных слоев стали. Доказано, что нитроцементация стали новым термодиффузионным способом позволяет значительно повысить ее износостойкость при абразивном изнашивании, микротвердость и ударную вязкость.

Техническая новизна исследовании подтверждена патентом на изобретение (№ 2384649) и патентом на полезную модель (№ 77868).

Практическая ценность

1. Разработан новый технологический процесс экзотермического упрочнения деталей почвообрабатывающей техники, позволяющий повысить их надежность, не требующий применения дорогостоящего оборудования, экономически выгодный даже для малых сельскохозяйственных предприятий.

2. Разработана необходимая для реализации процесса экзотермического упрочнения оснастка и оборудование.

3. Выполнены опытно-производственные испытания, необходимые для внедрения новой технологии в производство. Показана ее достаточная технико-экономическая эффективность.

Реализация результатов исследования.

Технологический процесс термодиффузионного упрочнения дисков лущильника внедрен в сельскохозяйственных предприятиях Каширского района Московской области (ЗАО «Ледово»), Миллеровского района Ростовской области (СПСК «Миллеровский заготовитель»).

На защиту выносятся:

результаты теоретических и экспериментальных исследований по выбору состава экзотермического порошка для энергетического обеспечения процесса нитроцементации стали;

результаты теоретических и экспериментальных исследований по выбору состава диффузионно-активной пасты для нитроцементации стали;

результаты экспериментальных исследований по выбору конструкций и материалов запала для осуществления экзотермической реакции;

методика и программа расчета форм;

результаты исследования физико-механических свойств упрочненных поверхностей дисков лущильника;

технологический процесс термодиффузионного упрочнения рабочих поверхностей деталей почвообрабатывающей техники на примере дисков лущильника.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на международной практической конференции «Научные проблемы и перспективы развития ремонта, технического обслуживания машин и восстановления деталей» (Брянск, БГТУ, 2011 г).

Публикации.

Основные результаты исследований опубликованы в 12 работах, в том числе, 3 в издание, рекомендованным ВАК для публикации материалов диссертаций; получены патент на полезную модель № 77868; патент на изобретение № 2384649.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, 6 глав, общих выводов, библиографии использованных литературных источников (114 наименований). Работа содержит 169 страниц машинописного текста, включая 46 рисунков, 19 таблиц, 6 приложений.

Методика исследований и выбора составов экзотермического порошка и диффузионного-активной пасты для нитроцементации

В литературе составы материалов для экзотермического упрочнения используют в различных агрегатных состояниях, так при- упрочнении деталей шасси самолета использовали пасты со слоями: экзотермическим и диффузионно-активным. В других технологиях экзотермические составы используют в форме порошкообразных смесей компонентов.

Для реализации экзотермического упрочнения дисков было решено использовать диффузионно-активную часть в виде пасты, которая наносится на подготовленную поверхность в виде слоя определенной толщины. Затем деталь высушивается на воздухе и помещается в экзотермический состав, который используется в виде пасты или порошка. При разработке технологии опытным путем было установлено, что использование экзотермического состава в виде порошка предпочтительно.

Методика исследования для термодиффузионного упрочнения предусматривала выбор состава экзотермической пасты, в которую должны входить А1, Mg, NaN03, Fe304, Si02. Основными компонентами экзотермической пасты являются порошки А1 и Mg. В экзотермическом составе AI является основным термоактивным компонентом, a Mg понижает температуру воспламенения. Поэтому в первую очередь необходимо было разработать такой состав, в котором происходило наибольшее выделение тепла с наименьшей температурой воспламенения. Для решения этой задачи в экзотермический состав следует вводить в соответствии с литературными данными NaN03 и РезС 4 [51 — 53].

Необходимо заметить, что NaN03 эффективно понижает температуру воспламенения, но приводит к появлению газообразных продуктов реакции. Поэтому часть его заменяли БезО подбирая экспериментально оптимальное соотношение компонентов, отвечающее требованиям: наименьшее выделение газов, наименьшая- температура воспламенения, наибольший тепловой эффект.

В связи с тем, что для успешного проведения реакции необходимо поддерживать нужную температуру в течение определенного-промежутка времени, в состав смеси вводили замедлители, которыми служили порошки Si02, MgO, Cr203, А1203, графит и другие.

Выбор замедлителя осуществляли с учетом следующих показателей: обеспечение горения экзотермического состава в течение продолжительного времени ( 5... 10 минут ) при наименьшем потреблении тепловой энергии с учетом экономических критериев.

Влияние экзотермического составов на нагрев образцов определяли измерением их температуры с помощью платинаплатино-родиевых термопар с периодическим контролем температуры в ходе реакции.

Выбранный экзотермический состав проверяли на степень разогрева детали путем измерения температуры нагрева детали, помещенной в объем экзотермического состава. Полученные данные послужили исходными для расчета необходимого количества экзотермического порошка для разогрева единицы массы детали до необходимой температуры. Основываясь на известных рекомендациях в качестве основных компонентов при разработке паст для нитроцементации были выбраны на основе анализа литературы активированный уголь, желтая кровяная соль и катализатор ВаС03.

В первую очередь определяли наиболее оптимальный состав смеси активированного угля и желтой кровяной соли, который давал наибольшую твердость и глубину упрочненного слоя. После чего определяли количество катализатора в диффузионно-активной пасте, который увеличивал глубину и твердость упрочненного слоя. После выбора экзотермического и диффузионно-активного состава осуществляли выбор связующих для диффузионно-активной пасты, в качестве которых служили различные клеи и гудрон, растворенный в бензине.

Качество полученного слоя контролировали, изучая толщину упрочненного слоя по изменению его твердости от поверхности в глубину образца на поперечном шлифе. Для приготовления шлифа образец разрезали по среднему сечению. О равномерности распределения легирующих элементов в стали судили по изменению твердости поверхности образца, измеряя ее по единой схеме (рисунок 17).

Заключительным этапом был выбор способа воспламенения экзотермического состава, при этом использовали различные виды запалов.

Запалы разрабатывали с учетом следующих требований. В первую очередь учитывали, что экзотермический состав при термодиффузионном упрочнении находится вместе с деталью в песке на глубине 100 мм. К нему нужно доставить пламя. Для этого применяли огнепроводный полимерный шнур ОШП ГОСТ 3470 — 80. При разработке поджигающего состава запала учитывали, что температура горения запала должна быть выше, чем воспламеняющая температура экзотермического состава на 10С.

Результаты теоретических исследований и их обсуждение

В общем виде реакции экзотермического процесса могут быть выражены следующим уравнением [74,75]; где : Qp — тепловой эффект экзотермической реакции; Me — активный металл; m,n,k — количество атомов.

Величина Qp определяется как разница теплосодержаний исходных и конечных продуктов реакции. Для подавляющего большинства металлов величина Qp положительна, что соответствует экзотермичности реакции окисления и образования устойчивого химического соединения. Только для таких металлов, как золото, серебро и некоторых других, эта величина не всегда является положительной и химическое соединение бывает неустойчиво в данных условиях.

Интенсивные экзотермические реакции могут протекать не только по уравнению (7). В тех случаях, когда окислитель ( 02 ) находится в соединении с другим элементом ( Me ), экзотермические реакции могут быть описаны следующим уравнением: где: Me — активный металл; М — неактивный металл; m,n,k — количество атомов. Следует отметить, что тепловой эффект реакции (8) в большинстве случаев ниже теплового эффекта реакции (7).

Реакция по уравнению ( 7 ) представляет собой (в случае окисления кислородом) горение металла в среде кислорода, поэтому для упрочнения термодиффузионным методом, где деталь находится под толщей песка. Практическое использование такой системы менее удобно, чем системы, описываемой уравнением ( 8 ), где кислород находится в связанном состоянии. Следовательно, для термодиффузионного упрочнения наиболее подходит уравнение экзотермических реакций ( 8 ).

Для её протекания необходимо, чтобы изобарный потенциал оксида активного металла, отнесенный к одному молю Ог, был значительно больше изобарного потенциала оксида восстанавливаемого металла.

В этом случае теплосодержание системы М От + n-Ме в процессе: реакции будет уменьшаться и восстановительно-окислительный процесс пойдет с выделением тепла, вызывая разогрев продуктов реакции. Интенсивное протекание процессов металлотермической реакции будет наблюдаться только в том случае, когда выделяющееся тепло способно значительно повысить температуру начала реакции и превысить критическую температуру начала реакции. Так, например, реакция между порошком оксида железа и порошком А1 весьма экзотермична и теплота, выделяющаяся при этом, вполне достаточна, чтобы в дальнейшем превысить критическую температуру ( 600С) и обеспечить нормальное течение реакции [76,77].

В случае же применения системы SiCb+Al теплота образования А12Оз больше теплоты образования SiC 2, но вследствие того, что теплота реакции этой системы значительно меньше, чем теплота реакции системы Fe203+Al, нормальное течение реакции с отделением металлического кремния не наблюдается [78]. Следовательно, оксид кремния можно применить в качестве замедляющей добавки в энерговыделяющем составе при термодиффузионном упрочнении. Результаты процесса применительно к термитной сварке определяются полнотой восстановления оксида металла и его отделением от шлаков [79,80]. Если температура процесса недостаточно высока, то восстановленные капельки металла не в состоянии преодолеть вязкости тугоплавких оксидов металла - восстановителя, и полного отделения металла в виде единого слитка не наблюдается.

Величина теплового эффекта реакции непосредственно влияет на температуру. Чем выше температура, тем больше степень диссоциации исходного оксида, тем полнее отделение восстановленного металла.

В литературе в некоторых случаях для- оценки химического средства вместо изобарного потенциала используется тепловой эффект реакции, определенный как разница теплосодержаний исходных и конечных продуктов реакции. Поскольку изменение энтропии существенного влияния на процесс не; оказывает, то для оценки металлотермических процессов может быть использован тепловой эффект реакции.

При повышении температуры горения рассматриваемых металлов и их оксидов в последних могут происходить разовые превращения, сопровождающиеся изменением их теплоємкостей и тепловыми эффектами превращений. Поэтому теплота образования оксида при различных температурах будет изменяться у различных систем в зависимости от свойств компонентов.

Так, для системы 2Mg+C 2 в точке 1 наступает плавление магния при 649,5С (рисунок 25). При этом тепловой эффект изменения агрегатного состояния магния равен 2 ккал/моль (скрытая теплота плавления), то есть теплота дополнительно поглощается системой. Точка 2 соответствует переходу жидкого магния в парообразное состояние ( t=1103C ).Скрытая теплота испарения составляет 32,0 ккал/моль, что соответствует более резкому изменению (уменьшению) теплоты образования оксида в зависимости от температуры при температуре выше 1400С, хотя при 25С теплота образования MgO выше теплоты образования AI2O3 [81].

Это означает, что при температурах больше 1400С алюминий активнее магния, то есть при этих условиях возможна реакция

Аналогично может быть объяснен характер кривых для точки 1 и 1" — соответствуют плавлению А1 и Si : в точке 2" — плавление Si02. (1610С) (рисунок 26).3ная характер изменения теплот образования оксидов, можно обоснованно выбирать компоненты системы. Так для систем 2Mg+02 и 4/3 А1+02, на основании изложенного можно отметить, что, если температура реакции в основном находится в пределах 25С — 1400С, то большим тепловым эффектом обладает система 2Mg+02, а если температура выше 1400С, то более целесообразно использовать систему 4/ЗА1+02. Следовательно, чтобы иметь наименьшую температуру воспламенения и наибольший тепловой эффект для окисления восстановителей при экзотермических реакциях, следует применять А1 и Mg не по отдельности, а в виде сплава. В качестве кислородосодержащих веществ используются также нит-раты( Ba(N03)2, KN03, NaN03), хлораты ( KCL03, Ba(CL03 H20) и перхлораты КСЮ4.

Составы, содержащие указанные соли и активные восстановители (например Mg и А1), нашли широкое применение в пиротехнике. Как правило, эти составы обладают более высоким тепловым эффектом, отнесенным к единице суммарного веса составляющих компонентов, чем составы с окислителями на основе оксидов металлов. Следует напомнить, что указанные соли часто используются в качестве "подогревающих добавок". Как правило, все эти окислители отдают кислород в процессе горения легче, чем оксиды металлов. Например, распад хлората калия сопровождается даже выделением тепла:

При этом скорость реакции и её тепловой эффект возрастают настолько, что процесс приобретает взрывной характер. В таблице 1 приведены некоторые данные тепловых эффектов реакций горения пиротехнических составов.

Состав нитроцементированного слоя и некоторые физико механические, эксплуатационные свойства упрочненных деталей

Определение чистых нитридов или карбидов особых результатов не дало, так как на шлифах не выявлялась четко структура, а карбонитриды были обнаружены и посчитаны по методу Розеваля. Концентрация в близи поверхности была около 1% и уменьшалась до 0,4% на глубину упрочненного слоя до 0,8 мм (рисунок 41).

Следует заметить, что теоретические и экспериментальные данные показали достаточно хорошее совпадение в пределах погрешности эксперимента.

Для более полного представления о влиянии термодиффузионного упрочнения на свойства деталей необходимо было проверить физико-механические свойства деталей после обработки, определяющие их работоспособность в процессе эксплуатации: абразивную износостойкость, прочность и ударную вязкость. Данные испытания целесообразно было выполнить на стали 45 (для получения сравнительных данных) и стали 65 Г (материал дисков лущильников). Образцы подготавливали по изложенной выше методике к термообработке, используя оптимальный состав, найденный ранее, и режимы, установленные выше. Эталоном служили сталь 45, закаленная до твердости HRC — 30 и сталь 65 Г, закаленная до HRC 58. Методика закалки эталонов указана в разделе 2. Результаты испытаний абразивной износостойкости при трении о нежестко закрепленный абразив показали, что экзотермически упрочненные детали имели износостойкость в 1,8 раз большую, чем сталь 65 Г, закаленная (таблица 14). Следовательно, если полевые испытания подтвердят результаты лабораторных опытов, экзотермическое упрочнение позволит повысить износостойкость дисков лущильника в 1,8 раз.

Проверка прочности упрочненных образцов их сжатием до появления трещины показала, что она отвечает условиям, изложенным выше (рисунок 42).

Прочность образцов до разрушения упрочненного слоя составила 2160 МПа, что свидетельствует о том, что метод экзотермического упрочнения обеспечивает прочность детали, достаточную для сохранения цельности детали при воздействии на нее динамических нагрузок.

Вторым параметром явились результаты проверки ударной вязкости упрочненных образцов, которая показала, что упрочнение экзотермическим методом позволяет повысить ударную вязкость деталей в сравнении со сталью 45 и 65 Г, закаленными (таблица 15).

Для определения допустимой ударной нагрузки при наезде диска лущильника на каменистые включения во время обработки почвы были произведены испытания образцов, упрочненных экзотермическим методом, на ударную вязкость согласно методике, изложенной в разделе 2. Было произведено сравнение результатов исследований с характеристиками стали других марок, из которых изготавливаются диски лущильника (таблица 15).

Результаты исследования показали, что образец из стали 45, упрочненной термодиффузионным методом, имеет большую ударную вязкость, чем сталь 65 Г (таблица 15).

Следовательно, сравнительное повышение ударной вязкости увеличи О лось по сравнению со сталью 65 Г на 20 Дж/см . Таким образом, термодиффузионное упрочнение позволяет повысить физико-механические и эксплуатационные свойства обработанных деталей и улучшить их работоспособность.

Технико-экономическая эффективность термодиффузионного упрочнения дисков лущильников

В настоящее время, российской промышленностью выпускаются диски лущильника из стали 65 Г, закаленной. Объем использования этих дисков составляет порядка 60% от всего количества.

Технико-экономическая эффективность нитроцементации дисков лущильника экзотермическим методом учитывает снижение затрат при обработке почвы за счет повышения наработки упрочненными землеобрабаты-вающими органами.

Экономический эффект технологии упрочнения дисков лущильника рассчитывали по условиям использования продукции за расчетный период и ее себестоимости по формуле [97]:

где К — чистый дисконтированный доход, который рассчитывается из произведения балансовой стоимости и наработки диска лущильника, р;

Э3.о — амортизация оборудования, используемого при упрочнении дисков лущильника на малых ремонтных и сельскохозяйственных предприятиях, р;

Ээл — стоимость затраченной электроэнергии на упрочнение диска лущильника, р;

Ту.л. — производительность труда при упрочнении диска лущильника и его стоимость, р;

Рм — затраты на расходные материалы при упрочнении диска лущильника, р.

Чистый дисконтированный доход за расчетный период рассчитывали по формуле [98] :

где Б — балансовая стоимость диска лущильника, р;

H — наработка диска лущильника, упроченного экзотермическим методом, р.

Амортизацию оборудования, используемого при упрочнении дисков лущильника на малых ремонтных и сельскохозяйственных предприятиях, рассчитывали по формуле [99] :

где 3 — затраты на один диск лущильника за время амортизации оборудования используемого для упрочнения диска лущильника, р;

п — количество дисков лущильника, упрочненных экзотермическим методом в день, шт.

Стоимость затрат электроэнергии, на упрочнение диска лущильника рассчитывали по формуле [100]:

где Сс.эл — стоимость электроэнергии затраченной, на обработку одного диска лущильника, р;

t — время, затраченное на обработку детали, с.

W — мощность оборудования, потребляющего электроэнергию, кВт. Производительность труда при упрочнении диска лущильника экзотермическим методом рассчитывали по следующей формуле [101]:

где 3 — заработная плата рабочего, р/ч;

пч.— количество деталей, обработанных 1 рабочим за 1 час, шт.

Затраты на расходные материалы при упрочнении диска лущильника рассчитывали по следующей формуле [102]:

где: Сп л — себестоимость израсходованного песка при упрочнении диска лущильника, р;

С3 — себестоимость запала при упрочнении одного диска лущильника, р;

Сс—себестоимость энерговыделяющего и диффузионно-активного состава, затраченного на обработку диска лущильника, р;

Сф — себестоимость бумажной формы, затраченной на обработку диска лущильника, р.

Чистый дисконтированный доход с одного диска лущильника при увеличении наработки в 1,8 раз и балансовой стоимости не упрочненного диска 700 рублей составляет 1260 рублей ( таблица 19).

Затраты на упрочнение диска рассчитывали, исходя из хозяйственных условий среднего сельскохозяйственного предприятия с пахотной площадью 3000 га. Для условий этого хозяйства расходы на изготовление, приобретение оборудования и оснастки для упрочнения и его амортизацию составляли 228 рублей на 1 диск при программе 100 дисков.

В расчетах учитывали затраты на приобретение муфельной печи ПКМ 6.12.5/12,5, 2 стоимостью 30000 рублей, изготовление металлической опоки стоимостью 800 рублей, металлического ящика для диффузионно-активного состава стоимостью 800 рублей, зажима для дисков, кисти для нанесения диффузионно-активного консервационного состава, растворителя и солидола суммарной стоимостью 600 рублей.

Стоимость затраченной электроэнергии на упрочнение одного диска лущильника составляет 19,8 рублей при потребляемой мощности оборудования 35 кВт и себестоимости 4,5 рубля за кВт/ч ( по тарифам 2010 года).

Затраты на оплату труда рабочего за упрочнение одного диска лущильника в соответствии с тем, что данные технологические операции не требуют повышенной квалификации, составляют 82,5 рублей. За месяц заработная плата составляет 7500 рублей ( по тарифам 2010 года).

Затраты при упрочнении одного диска лущильника на расходные материалы, которые состоят из энерговыделяющего и диффузионно-активного состава, бумажной формы, запала рассеивающего действия; составляют 195,3 рубля.

Учитывая расходы на выполнение работ, указанных выше, расчеты выполняли по формулам (20).. ..(25). Результаты расчетов приведены в таблице 19.

Похожие диссертации на Усовершенствование термодиффузионного упрочнения деталей сельскохозяйственной техники на примере дисков лущильника