Общая характеристика производственного процесса ремонта оборудования

Как было обусловлено ранее (п. 3.1), производственный процесс ремонта оборудования состоит из подготовительных, основных технологических и сопутствующих процессов. Частично такие сопутствующие процессы, как доставка оборудования к месту ремонта, материально-техническое обеспечение, нами были рассмотрены ранее (части 1 и 2). Остальные же технологические процессы ремонта, несмотря на большое разнообразие оборудования, обычно представляются в общей структуре производственного процесса в такой последовательности: 1) приемка в ремонт; 2) наружная очистка и мойка оборудования; 3) разборка оборудования на агрегаты, узлы, детали; 4) мойка узлов и деталей; 5) контроль и дефектовка деталей; 6) ремонт деталей; 7) комплектовка узлов и агрегатов; 8) сборка, регулировка, обкатка и испытание узлов и агрегатов; 9) сборка, регулировка, обкатка и испытание оборудования целиком; 10) окраска оборудования; 11) сдача отремонтированного оборудования в эксплуатацию. Степень расчлененности производственного процесса ремонта оборудования зависит от его конструкции, программы ремонта, состояния ремонтной базы предприятия и его возможностей по привлечению специализированных ремонтных предприятий.

Прием оборудования, не являясь чисто технологической операцией, имеет существенное значение в общем производственном процессе ремонта. Поэтому она должна выполняться в соответствии с официальными, согласованными техническими условиями (ТУ), заранее известными и ремонтникам и собственникам оборудования. В ТУ на ремонт излагаются все основные требования, которым должны удовлетворять оборудование, узлы, агрегаты, поступающие в ремонт: наличие технической и сопроводительной документации (паспорта, акты и др.); состояние внешнего вида; комплектность; допустимые механические и другие повреждения; состояние окраски, креплений и т.п.; наличие и отсутствие рабочих жидкостей и др.

Приемка оборудования должна оформляться соответствующим актом, подписанным представителями ремонтирующей и эксплуатирующей оборудование организаций (подразделений предприятия, если ремонт производится собственными силами).

Подготовка к ремонту оборудования начинается с контроля его технического состояния. По результатам контроля рекомендуется составлять предварительную дефектную ведомость, представляющую собой документ установленной (или произвольной) формы, в котором приводится перечень деталей, узлов, предположительно подлежащих ремонту, замене. Здесь же указываются объемы, трудоемкость и стоимость ремонтных работ. На основании предварительной дефектной ведомости составляются или уточняются ТУ на ремонт деталей, узлов, проектируются технологические процессы ремонта деталей, специальные инструменты, приспособления. В процессе разборки оборудования, определения истинного состояния его составных частей предварительная дефектная ведомость уточняется, дополняется и, после утверждения, становится окончательной, рабочей [3].

По существу дефектная ведомость является документом, основой проектирования (или корректировки) производственного процесса ремонта оборудования, которое включает в себя разработку технологических процессов и технических условий на каждый вид работ, составление технических заданий на разработку конструкций нестандартного оборудования, оснастки и т.п. Основу подготовки и реализации производственного процесса ремонта оборудования составляет его технологическая подготовка.

Общие вопросы технологической подготовки ремонта оборудования

Основной целью технологической подготовки ремонта оборудования является обеспечение полной технологической готовностиремонтных предприятий (подразделений) к восстановлению работоспособности оборудования (деталей) заданной номенклатуры с установленным уровнем качества при минимальных трудовых и материальных затратах.

Согласно государственным стандартам [35] и др. технологическая подготовка включает комплекс таких задач, как: обеспечение приспособленности объектов ремонта к восстановлению работоспособности; разработка и обеспечение ремонтных производств нормативно-технической документацией; разработка ремонтных чертежей и технологических процессов; проектирование и изготовление средств технологического оснащения; организация и управление процессом технологической подготовки.

Перед решением задачи обеспечения приспособленности деталей к восстановлению их работоспособности сначала производят анализ этой приспособленности по ряду технических показателей. Основными из них являются: применение ремонтных размеров и сменных элементов; наличие и стабильность технологических баз, минимальное число переустановок детали при механической обработке в процессе восстановления; наличие оборудования и оснастки для реализации процесса восстановления; число дефектов детали в целом, ее поверхностей и повторяемость дефектов; применимость существующих способов закрепления и выверки деталей при механической обработке; исключение необходимости расчленения детали (неразъемных сборочных единиц) на элементы, а также создания технологических баз.

После выполнения анализа приспособленности детали к восстановлению по техническим показателям решают задачу обеспечения приспособленности детали к восстановлению в конкретных условиях ремонтного производства. При этом, по-существу, выбирают наиболее рациональный способ восстановления детали с учетом имеющегося ремонтного оборудования и затрат на восстановление новых деталей или цены запасных частей.

В современном ремонтном производстве разработано и реализовано множество различных технологических способов восстановления работоспособности деталей машин и оборудования. Один и тот же дефект детали, в принципе, можно устранить разными способами. Поэтому, перед технологом, приступающим к разработке технологического процесса восстановления детали, или инженером-механиком, решающим вопросы ее замены, реставрации, встает задача, которая по своей постановке сводится к определению наилучшего, для конкретных условий ремонтного производства и конкретных условий эксплуатации детали, способа восстановления. Очевидно, что показатель эффективности принятого решения должен отвечать условию:

W({a},{b_ij }, {g_ij })®max, (3.43)

где W - показатель эффективности; {a} - эксплуатационные параметры детали; {b_ij} - выходные i-е показатели j-го способа восстановления детали, обеспечивающие{a}; {g_ij} - i-е показатели j-го критерия технико-экономической оценки эффективности способа восстановления. К {a} может быть отнесена, например, износостойкость рабочей поверхности детали; к b_ij - твердость слоя металла, наплавленного i-ым способом; к g_ij - себестоимость восстановления деталей j-ым способом. Однако, выбрать однозначно один из способов восстановления, который бы идеально соответствовал условию (3.43), почти невозможно. Поэтому, говоря о проектной эффективности j-го способа, имеют ввиду рациональный способ, который, не будучи строго оптимальным ни для одних a,b,g , обладает приемлемой эффективностью в целом по {a},{b_ij }, {g_ij}.

В общем случае к показателям (факторам) эффективности (рациональности) способов восстановления детали можно отнести производственную программу восстанавливаемых деталей; техническую оснащенность ремонтного производства; эксплуатационные свойства деталей, отремонтированных тем или иным способом; обеспеченность ремонтного производства соответствующими способу материалами, энергией, рабочей силой; себестоимость восстановления детали тем или иным способом.

Если при выборе способов восстановления нельзя строго оптимизировать эффективность реализации того или иного из них, то встает вопрос: чем же, какими критериями можно руководствоваться при выборе рационального способа?

В практике проектирования рациональных способов достаточно обоснованно и эффективно используют три критерия выбора рационального способа восстановления деталей: технологического, критерия экономичности и технико-экономического. Причем, эти критерии используются в комплексе и реализуются в указанной здесь последовательности. Рассмотрим сущность этих критериев, принципы и условия их реализации.

Технологический критерий или критерий применимости характеризуется возможностью использования из множества известных технологических приемов, способов одного или нескольких, в принципе, приемлемых для восстановления конкретной детали с конкретными дефектами в конкретных производственных условиях ремонта. Этот критерий не формализован (не выражается формулой, числом) и считается предварительным, позволяющим установить только перечень деталей, ремонт которых возможен тем или иным способом.

Исходными данными, необходимыми для выбора рационального способа восстановления детали по этому критерию в условиях реального ремонтного производства, являются: рабочий чертеж детали с необходимыми требованиями на ее изготовление; характеристика дефекта детали и перечень других ее дефектов; характеристика возможных способов восстановления указанного и сопутствующих дефектов детали (вид способа восстановления, его выходные эксплуатационные показатели, степень устранения дефекта, например, толщина и качество наплавленного слоя; энерго- и материалоемкость; потребное технологическое обеспечение; производительность; экологичность и др.); наличие технологического ремонтного оборудования на предприятии; наличие ремонтных рабочих по профессиям и квалификации.

Какова же последовательность выбора рационального способа восстановления детали по этому критерию?

Алгоритм выбора способа представим в последовательности: анализ дефекта детали ® установление перечня сопутствующих дефектов ® анализ рабочего чертежа детали по характеристикам ее габаритов и дефектной поверхности (части) детали ® анализ и отбор известных и приемлемых способов устранения дефекта и сопутствующих дефектов ® анализ парка имеющегося ремонтного технологического оборудования ® отбор из приемлемых способов тех или иных, которые соответствуют технологическому оборудованию ® анализ энергоемкости и материалоемкости для реализации отобранных способов ® окончательный выбор способов, которые можно использовать одновременно для устранения нескольких дефектов. Для всех перечисленных этапов выбора способов, кроме “анализа и отбора известных и приемлемых способов устранения...”, каких-либо дополнительных рекомендаций не требуется, так как они определяются конкретными условиями и исходными данными. Для указанного же этапа “анализа и отбора известных...способов...” очевидно нужно хорошо знать сущность, характеристику и области использования имеющихся в ремонтном производстве способов, что изложено ниже.

Критерий экономичности способов восстановления деталей. Критерий экономичности представляет возможность выбрать из нескольких, ранее установленных равноприемлемых в технологическом отношении, способов восстановления детали наиболее экономичный, т.е. требующий минимальных затрат С для его реализации. В общем виде этот критерий можно представлять как:

С_iVС_j Þ min C. (3.44)

Затраты на восстановление одной детали i-ым или j-ым способами определяется по зависимости:

С_i(j) = C_зп+М+Н+Е_н × k , (3.45)

где С_зп - величина заработной платы производственных рабочих по i-му или j-му способам; М - стоимость всех материалов, затраченных на восстановление детали, включая и стоимость ее металла при сдаче в утиль; Н - накладные расходы; Е_н - нормативный показатель эффективности капитальных вложений (Е_н=0,15); k - капитальные вложения в производственные фонды.

Величина заработной платы С_зп представляет собой сумму прямой заработной платы З_п, дополнительной заработной платы З_д и начислений на заработную плату З_н.

Прямая заработная плата определяется по выражению:

З_п = , (3.46)

где - тарифные ставки рабочих и техническая норма времени при выполнении i операции.

Дополнительная заработная плата принимается:

З_д = (0,08-0,1) З_п , (3.47)

а начисления можно принимать в пределах:

З_н = (0,04-0,05)×(З_п+З_д) . (3.48)

Величина накладных расходов принимается в пределах (120...170) процентов к заработной плате С_зп, а стоимость материалов М ориентировочно (в учебных целях) принимается равной 3% стоимости новой детали или рассчитывается.

При этом следует отметить, что стоимость восстановления детали зависит от объема (программы) ремонта N - общего количества восстанавливаемых деталей. В этом случае при выборе рационального способа ремонта целесообразно все расходы подразделять на переменные, зависящие от программы, и постоянные, не зависящие от объема производства. Тогда в общем случае себестоимость восстановления С_в деталей будет [29]:

С_в= С_пер×N+С_пост , (3.49)

где С_пер - переменные расходы (затраты по основной и дополнительной заработной плате производственных рабочих с начислениями, стоимость материалов, расходы на текущий ремонт и амортизацию производственного оборудования, приспособлений и т.д.); С_пост - постоянные расходы (затраты на содержание, ремонт и амортизацию зданий, общезаводские-цеховые расходы на содержание административно-управленческого аппарата, цехового персонала и вспомогательных рабочих и т.д.).

Себестоимость же восстановления одной детали будет:

С_вшт = С_пер + С_пост / N . (3.50)

Выражение (3.50) в системе координат С-N графически представляется прямой (рис. 3.2), отсекающей на оси ординат величину С_пост, а угол наклона которой пропорционален С_пер. Подобные графики можно построить для различных способов, кроме показанных на рис. 3.2. На рисунке видно, что для некоторых пар линий (способов) в их точках пересечения (при одинаковой программе) значения себестоимости одинаковы. Эта точка соответствует значению критической программы N_к, которое может быть найдено из условия:

. (3.51)

где значки при С означают сравнимые способы.

1 - хромирование 2 - железение 3 - наплавка под слоем флюса 4 - вибродуговая наплавка

Рис. 3.2. Влияние программы на изменение себестоимости ремонта деталей

Анализируя графики С-N, можно отметить, например, что при программе, меньшей N₂ , вибродуговая наплавка (прямая 4) будет наиболее рентабельной. С увеличением же программы сверх N₂, вибродуговая наплавка уступает железению, но выгоднее, чем хромирование. При программе более N₄, хромирование становится целесообразнее, чем вибродуговая наплавка. При программах, меньших N₁, наплавка под слоем флюса выгоднее, чем железение, а при программах, меньших N₃ - чем хромирование. При программах, больших N₃, наплавка под слоем флюса становится самым дорогим способом.

Выполнив подобный анализ, можно установить наиболее рациональные способы восстановления деталей из условия затрат и программы ремонта.

Технико-экономический критерий выбора рационального способа восстановления деталей является окончательным, обобщающим и выражается условием:

С_в £ К_д × С_н , (3.52)

где С_в - себестоимость восстановления детали; С_н - стоимость новой детали; К_д - коэффициент долговечности (табл. 3.7) деталей, восстановленных тем или иным способом.

Коэффициенты долговечности характеризуют служебные свойства способов ремонта и они зависят от прочности сцепления покрытий, наплавленных слоев с основным металлом детали, от износостойкости этих слоев и их сопротивления усталостным разрушениям и т.п.

Подставляя значения С_в, С_н и К_д в выражение (3.52) по каждому из исследуемых способов, окончательно выбирают самый рациональный из них.

Таким образом, зная физическую сущность и эксплуатационные характеристики способов восстановления работоспособности деталей, можно, используя соответствующие критерии, не только определить наиболее рациональный из способов, но и установить потребность в технологическом оборудовании, технологической оснастке и материалах для реализации этих способов.

К нормативно-технической документации на стадии технологической подготовки относятся: номенклатура восстанавливаемых деталей; нормативы объемов восстановления деталей; нормы времени и расхода материалов: нормативы потребности в оборудовании, приспособлениях и инструменте; нормативы себестоимости или цены на восстановление.

При решении третьей задачи - разработка ремонтных чертежей и технологических процессов - руководствуются требованиями стандарта ГОСТ 2.604-68 “Чертежи ремонтные” и технико-эксплуатационными особенностями и возможностями способов восстановления.

Проектирование и изготовление средств технологического оснащения выполняют при отсутствии универсальных средств. Исходными данными при этом являются значения параметров технологических операций, определенные при решении предыдущей задачи и характеристики параметров восстанавливаемой детали.

При решении последней задачи технологической подготовки ремонтного производства важнейшими являются вопросы подготовки ремонтных кадров, обеспечения ремонта средствами технологического оснащения. Последний вопрос, в основном, решается инженером-механиком. При этом, на основе разработанных технологических процессов, рассчитывается потребность в станочном и ином технологическом оборудовании ремонтных цехов, производств (п. 3.21).