Экономическая целесообразность использования электроконтактной наварки проволокой для восстановления и упрочнения деталей машин
Петров С.Ю., Аксёнов Ю.Н. (ОНИЦ “Перспективные технологии” - МИИТ, ИПТ РАН, АТР, г. Москва, РФ), Дубровский В.А. (НПП “Велд”, г. Калуга, РФ)
Because of studies of physical processes in a system an electrode - wire - detail are developed the scientifically reasonable approaches of practical realization of highly effective technology electrocontact Surfacings by a wire. The developed methods realized in an industry.
Существует три способа реализации электроконтактной наварки (ЭКН), когда в качестве присадочного материала используется: лента, металлический порошок или проволока (ЭКНП). Сопоставление трех способов показывает, что при использовании ленты в значительной степени теряется универсальность процесса. Т.к. для каждого типа деталей необходимо вырубать заготовки соответствующих параметров, заказывать или изготовлять ленту соответствующего химсостава и свойств. Кроме того, при многослойной наварке восстанавливаемую деталь необходимо периодически снимать, перешлифовывать и только после этого наносить следующий дополнительный слой. Значительные сложности возникают и при восстановлении деталей с относительно сложной отличающейся от цилиндрической образующей. Известно, что использование порошка целесообразно только для восстановления внутренних поверхностей. При использовании ЭКНП, в качестве присадочного материала используются широко распространенные общедоступные сварочные проволоки (Св 08 Г2 С, 65 Г, 40 Х13 и др.). Помимо стандартных операций по подготовке поверхности деталей, отсутствуют дополнительные подготовительные операции. При многослойной наварке не требуется периодическая перешлифовка восстанавливаемой упрочняемой поверхности. Таким образом, взаимный сравнительный анализ трех способов реализации ЭКН однозначно показывает, что при использовании проволоки, техпроцесс наиболее универсален, экономически выгоден и целесообразен.
На основе изучения физических процессов и более полного использования свойств металлов проведено совершенствование технологии ЭКНП. Предложенные способы ЭКНП лишены имеющихся ранее недостатков. За счет реализации высоких скоростей нагрева и охлаждения, при одновременном пластическом деформировании нагретого металла, удалось добиться бездефектной структуры без линии раздела основного и присадочного металлов.
Многолетняя промышленная апробация подтверждают высокую эффективность разработанных технологий ЭКНП. Для примера, проведем оценку экономической эффективности способа. Учитывая многообразие деталей восстанавливаемых с использованием ЭКНП, зависимость экономической эффективности от типа восстанавливаемых деталей, примем, что работы осуществляются в одну смену и загрузка “специального оборудования” составляет 75 %. Исходя из опыта эксплуатации “специального оборудования” примем, что одна треть восстанавливаемых деталей имеет относительно высокую экономическую эффективность, остальные детали в 2 ¸ 3 раз менее выгодны.
Проведем расчет потенциально возможной прибыли при восстановлении деталей имеющих относительно высокую экономическую эффективность на примере семи деталей. Для этого воспользуемся зависимостью (1) (С1 - С2) × N = К2 , или N = К2 / (С1 - С2), где С1 , С2 - стоимость новой детали и восстановления; К2 - первичные затраты; N - количество деталей, которое необходимо восстановить для обеспечения равенства зависимости (1). С учетом зависимости (1), определим срок окупаемости - Ток по зависимости (2) Ток = N / n, где n - нормативное количество деталей определенного типа восстанавливаемых ЭКНП в одну смену. Потенциально возможную прибыль ПРЭ от работы одной единицы “специального оборудования” определим по зависимости (3) ПРЭ = К2 * КСМГ / Ток, где КСМГ – количество рабочих смен в год.
Деталь 1- Крестовина электровоза типа ЧС Э.136.37.60.01. С1 @ 2600 руб., Свосст =488руб., n= 4 ¸ 8. N = К2 / (С1 - С2) = 1200000 / (2600 ‑ 488) @ 568 деталей. Ток = 568 / [(4 + 8)/2] @ 95 смен. ПРЭ = 1200000 * 260 / 95 @ 3,3 млн.руб./год.
Деталь 2 - Серьга электровоза ЧС типа Э.290.33.00.01/02. С1 @ 450 руб., Свосст= 76 руб., n = 17 ¸ 21. N = К2 / (С1 - С2) = 1200000 / (450 ‑ 76) @ 3209 детали. Ток= 3209 / [(17 + 21)/2] @ 169 смен. ПРЭ = 1200000 * 260 / 169 @ 1,9 млн.руб./год.
Деталь 3– Шестерня УГП типа 55‑305‑03. С1 @ 9110 руб., Свосст = 910 руб., n = 2 ¸ 3. N = К2 /(С1 ‑ С2) = 1200000/(9110 ‑ 910) @ 146 деталей.
Ток= 146 / [(2 + 3)/2] @ 58 смен. ПРЭ = 1200000 * 260 / 58 @ 5,4 млн.руб./год.
Деталь 4– Пинтон пассажирского вагона. С1 @ 1075 руб., Свосст = 260 руб., n = 4 ¸ 6. N = К2/ (С1-С2) = 1200000 / (1075 ‑ 260) @1470 деталей. Ток=1470 / [(4 + 6)/2]@294смены.ПРЭ= 1200000 * 260 / 294 @ 1,06 млн.руб./год.
Деталь 5–Поводок крепления бруса пассажирского вагона. С1 @ 2833 руб., Свосст = 410 руб., n = 6 ¸ 10. N = К2 /(С1 ‑ С2) = 1200000/(2833 ‑ 410) @ 495 деталей. Ток = 495 / [(6 + 10)/2] @ 62 смены. ПРЭ = 1200000 * 260 / 62 @ 5,02 млн.руб./год.
Деталь 6- Кулак поворотный автомобиля МАЗ. С1 @ 1680 руб., Свосст = 340 руб., n = 15 ¸ 20. N = К2 / (С1 - С2) = 1200000 / (1680 ‑ 340) @ 896 деталей.
Ток =896 / [(15 + 20)/2]@51 смена. ПРЭ =1200000*260/51@ 6,1 млн.руб./год.
Деталь 7 - Вал коленчатый автомобиля КАМАЗ. С1 @ 20700 руб., Свосст = 1460 руб., n = 1. N = К2 / (С1 - С2) = 1200000 / (20700 ‑ 1460) @ 62 детали. Ток = 62 / 1 @ 62 смены. ПРЭ = 1200000 * 260 / 62 @ 5,0 млн.руб./год.
С учетом
приведенных выше примеров расчета, определим среднюю прибыль 
. Далее, учитывая выше принятые
допущения, определим среднюю расчетную прибыль 
от эксплуатации одной
единицы оборудования:
= (3,3+1,9+5,4+1,1+5,0+6,1+5,0) / 7 = 3,97 млн.руб./год
= 4,0/3 + (4,0*2/3) / [(2 + 3)/2] = 2,4 млн.руб./год
Таким образом, практический опыт использования ЭКНП и приведенные примеры расчетов эффективности использования способа, подтверждают его высокие техникоэкономические показатели.