Аннотация 7
Раздел 1 Обоснование низкой ремонтопригодности коленчатых валов 11
1.1 Введение 12
1.2. Актуальность темы 14
1.3. Цель исследования 16
1.4. ОАО «Ремдизель» 17
1.5. Причины низкой работоспособности коленчатого вала 19
двигателя КАМАЗ-740 19
1.6. Анализ дефектов коленчатых валов двигателей КАМАЗ-740 20
1.7. Характерные дефекты детали 25
1.8. Характеристика исследуемого объекта и технико - экономическое
обоснование проводимых исследований 26
Выводы по 1 разделу 27
Раздел 2 Характеристика объекта исследования 30
2.1. Техническая характеристика двигателя КАМАЗ-740.11-240 31
2.2. Конструкция коленчатого вала двигателя КАМАЗ-740 32
2.3. Конструктивные особенности и материалы 34
коленчатого вала двигателя КамАЗ-740 34
2.4. Условия работы коленчатого вала 37
2.5. Срок службы коленчатого вала 38
2.6. Применяемые вкладыши подшипников скольжения 40
2.7. Технологический процесс восстановления коленчатых валов 42
2.8. Технологический процесс замены вкладышей коленчатого вала 43
2.9. Ремонтные размеры коленчатого вала двигателя КАМАЗ -740 44
2.10. Технические условия на контроль, сортировку и восстановление
коленчатых валов и противовесов 46
2.11. Технологические требования на дефектацию. Чертеж детали 50
2.12. Основное содержание ремонтного чертежа коленчатого вала 50
Выводы по 2 разделу 55
Раздел 3 Исследовательская часть 57
Исследование причин проворота шатунных вкладышей 58
Двигателей КАМАЗ-740.11-240 58
3.2. Механизм проворачивания вкладышей 64
3.3. Влияние факторов, интенсифицирующих 65
проворачивание вкладышей 65
3.4. Оценка влияния условий смазки на 68
ремонтопригодность коленчатого вала 68
3.5. Определение потерь давления до кольцевого канала коренного
подшипника, распределение давления по номерам коренных опор 69
3.6. Определение потерь давления в канале коленчатого вала 70
от действия центробежных сил 70
3.7. Определение потерь давления при подводе масла 73
в шатунную полость (без втулки грязеуловителя) 73
3.8. Режим заполнения шатунной полости 74
(без втулки грязеуловителя) 74
3.9. Режимы заполнения шатунной полости 76
с втулкой грязеуловителя 76
3.10. Изменение условий смазки подшипников коленчатого вала 78
в процессе эксплуатации 78
3.11. Повышение ремонтопригодности коленчатого вала 87
путем использования кинетики предотказного состояния 87
3.12. Повышение износостойкости шеек коленчатого вала 93
3.13. Восстановление деталей дополнительными 98
ремонтными деталями 98
3.14. Обработка под ремонтные размеры 98
Выводы по 3 разделу 100
Раздел 4 Разработка рекомендаций и технических решений 103
4.1. Обеспечение ремонтопригодности коленчатого вала 104
4.2. Проведение ремонтных работ 107
4.3. Правка коленчатого вала чеканкой 108
4.4. Шлифование коленчатых валов 110
4.5. Балансировка коленчатых валов 113
4.6. Плазменная наплавка 114
4.7. Определение наработки до предупреждения задира 116
шеек коленчатого вала 116
4. 8. Оценка эффективности использования ресурса 117
коленчатого вала 117
Принятые технические решения 120
4.10. Выводы 122
Раздел 5 Экономическая часть 111
5.1 Экономическая оценка результатов исследования 125
Выводы по 5 разделу 127
Раздел 6 Безопасность жизнедеятельности 139
6.1. Общие требования при работе на механическом оборудовании 129
6.2. Шлифовальные и заточные станки 131
Список использованной литературы и интернет - источников 134
В выпускной квалификационной работе рассмотрено шесть разделов. В данную работу входит: расчетно - пояснительная записка, объемом 138 листов, а также графическая часть, которая состоит из 7 листов формата A1.
Тема выпускной квалификационной работы - «Оценка ремонтопригодности коленчатого вала двигателя КАМАЗ-740.11-240».
В первом разделе находится вводная часть. Во введении раскрывается актуальность исследования по выбранному направлению, ставится проблема, цель и задачи исследования, определяются объект, предмет научных поисков. Описываются задачи, дается краткая характеристика изучаемого объекта и технико - экономическое обоснование проводимых исследований.
Объектом исследования является технологический процесс восстановления ремонтопригодности коленчатого вала двигателя КамАЗ-740.11-240, изготовленного из стали 42ХМФА (ТУ 14-1-5083-91).
Данная тема является актуальной, так как коленчатый вал автомобильных двигателей является наиболее нагруженной, сложной по конструкции, дорогой и наиболее изнашиваемой деталью. До 70% затрат на ремонт автомобильной и сельскохозяйственной техники приходится именно на замену или ремонт данной детали и цилиндро - поршневой группы, при том, что она требует восстановления в ремонтные размеры через 200-250 тыс. км. пробега автомобиля.
Проводится анализ производственно - технической деятельности завода ОАО "Ремдизель", как головного предприятия в системе фирменного обслуживания автомобилей КамАЗ. Проведен обзор производственной деятельности завода, производственной программы, и проблем по повышению долговечности двигателей.
Проведен анализ и контроль дефектов. Дана оценка ремонтопригодности исследуемой детали.
Во втором разделе представлена техническая характеристика двигателя КАМАЗ-740.11-240, описывается назначение коленчатого вала, технические и конструктивные особенности исследуемой детали, а также механизм ее действия. Рассмотрена конструкция коленвала и материалы, из которых он изготовлен.
Определено процентное соотношение поступающих на ремонт двигателей по причине естественного износа деталей и двигателей с аварийными повреждениями. Представлены принципы обслуживания коленчатого вала и обеспечения его работоспособности.
Также рассмотрены условия работы коленчатого вала на примере изменения условий смазки подшипников в процессе эксплуатации автомобиля. В значительной мере износы в коренных подшипниках в процессе эксплуатации снижают подачу масла на шатунные подшипники. Описана зависимость давления в главной масляной магистрали и в кольцевом канале четвертой коренной опоры от частоты вращения коленчатого вала.
Выявлено, что в процессе эксплуатации нередко возникают критические режимы, при которых шатунные вкладыши испытывают масляное голодание.
В третьем разделе было проведено исследование типичных отказов автомобилей марки КамАЗ, одним из которых является задир шатунных шеек коленчатого вала. В процессе данного исследования обнаружена необходимость более тщательного определения причин проворачивания шатунных вкладышей, исследования процесса вероятностного перехода сопряжения в аварийное состояние в результате изменения геометрической формы вкладыша и уменьшения зазора в шатунных подшипниках. Также в данном разделе рассмотрены условия, при которых нарушается гидродинамический режим смазки. Дается оценка ремонтопригодности коленчатого вала, а также решаются вопросы по ее обеспечению.
Далее приведены результаты дефектации коленчатых валов, выполненной заводом «Ремдизель» г. Набережные Челны. По данным исследования процессы изменения геометрической формы вкладыша предшествуют проворачиванию вкладышей, то есть существует предпроворотное состояние вкладышей, которое характеризуется изменением его параметров. По причинам естественного износа деталей в доремонтный период в КР поступает до 44% двигателей, а в межремонтный около 31%. Приводятся данные по наработке до предупреждения задира шеек коленчатого вала. Рассматривается зависимость вероятности задира шеек коленчатого вала (проворачивания вкладышей) от наработки двигателей КАМАЗ-740.11-240. Дается оценка эффективности использования ресурса коленчатого вала. Производится исследование причин проворота шатунных вкладышей двигателей КАМАЗ-74011-240. Построены графики распределение отказов по провороту шатунных вкладышей.
В четвертом разделе рассмотрены способы восстановление коленчатых валов и контроль после восстановления. Раздел посвящен описанию технологических процессов восстановления работоспособности коленчатого вала. Конструктивнотехнологические мероприятия повышения ремонтопригодности коленчатого вала представлены в виде таблицы. Описан процесс проведения ремонтных работ по восстановлению работоспособности коленчатого вала двигателя КАМАЗ - 740.11240. Приведена сравнительная оценка ремонтопригодности шеек коленчатых валов, определяемая видом его упрочнения. Также представлены виды правки коленчатого вала. Определен наиболее эффективный метод.
Приведен перечень конструкторско-технологических мероприятий, влияющих на работоспособность деталей кривошипно-шатунного механизма. Определено влияние факторов интенсифицирующих проворачивание вкладышей.
Установлена закономерность в распределении частоты отказов по номерам цилиндров, характерная для всех моделей автомобилей. Она объясняется особенностями конструкции коленчатого вала по условиям поступления масла в шатунные подшипники, а также вибрационными нагрузками со стороны маховика.
Также в данном разделе обобщается проделанная работа, и формулируются выводы. Дается краткое описание принятых технических решений. В пятом разделе дается экономическое обоснование необходимости проведения мероприятий по повышению работоспособности коленчатого вала двигателя КАМАЗ-740.11-240 с закаленными ТВЧ шейками.
Шестой раздел посвящен описанию требований техники безопасности при работе на механическом оборудовании.