Помощь студентам в учебе
Исследование методов обеспечения надежности коленчатых валов Российских и зарубежных двигателей
|
Введение 5
1 . ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА И НАЗНАЧЕНИЕ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА 9
1.1 Конструкция и материалы коленчатого вала 9
1.1.1 Вкладышей коленвала 14
1.1.2 Подшипники скольжения 17
1.1.3 Подшипники качения 19
1.4 Актуальность темы исследования 21
2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ 20
3. ИЗУЧЕНИЯ ОПЫТА РАБОТЫ РЕМОНТНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ 26
3.1 « ОАО РЕМДИЗИЛЬ» 26
3.2 Наработка до первого перешлифовывания шеек коленчатых валов при различных видах
упрочнения или химикотермической обработки ( ХТО) 30
3.3 Исследование ремонтопригодности коленчатых валов 32
двигателей КАМАЗ 32
3.4 Дефектация коленчатый вал и ремонт с применением ремонтных вкладышей 35
3.5 Коренные и шатунные вкладыши, полукольца 43
4. ВИДЫ ИЗНОСА 42
4.1 Анализ изнашивания подшипников коленчатого вала 42
4.2 Исследование надёжности упорных полуколец коленчатого вала двигателей
производства ПАО «КамАЗ» 45
5. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМЫ СМАЗКИ 53
5.1 АНАЛИЗ УСЛОВИЙ РАБОТЫ ПОДШИПНИКОВ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА 53
5.1.1 Масляный насос 56
5.1.3 Применение масел с повышенной вязкостью 59
5.1.2 Вкладыши подшипников коленчатого вала 59
5.2. УСЛОВИЯ РАБОТЫ ШЕЕК КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА И ПРИЧИНЫ ИЗНОСА 61
5.2.1 Выбор направлений исследования 61
5.2.2 Определение потерь давления до кольцевого канала коренного подшипника,
распределение давления по номерам коренных опор 63
5.2.3 Определение потерь давления в канале коленчатого вала от действия
центробежных сил 69
5.2.4 Определение потерь давления при подводе масла в шатунную полость (без
втулки грязеуловителя) 71
5.2.5. Режим заполнения шатунной полости (без втулки грязеуловителя) 73
5.2.6 Влияние эксплуатационных износов вкладышей на 76
условия смазки шатунных подшипников 76
Потери на преодоление центробежных сил 87
6. РАСЧЕТ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ СИЛ 84
6.1 РАСЧЕТНАЯ СХЕМА ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ СИЛ 84
6.2 . ИЗМЕНЕНИЕ УСЛОВИЙ ПОДВОДА МАСЛА К ПОДШИПНИКАМ
КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА 86
7. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 90
8. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 92
8.1 Техника безопасности при проведении шлифовальных работ 92
8.2 Опасные и вредные производственные факторы 92
8.3 Опасные зоны 94
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 97
Список использованных источников 99
Иллюстрационный альбом к выпускной квалификационной работе 103
Лист
1 . ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА И НАЗНАЧЕНИЕ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА 9
1.1 Конструкция и материалы коленчатого вала 9
1.1.1 Вкладышей коленвала 14
1.1.2 Подшипники скольжения 17
1.1.3 Подшипники качения 19
1.4 Актуальность темы исследования 21
2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ 20
3. ИЗУЧЕНИЯ ОПЫТА РАБОТЫ РЕМОНТНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ 26
3.1 « ОАО РЕМДИЗИЛЬ» 26
3.2 Наработка до первого перешлифовывания шеек коленчатых валов при различных видах
упрочнения или химикотермической обработки ( ХТО) 30
3.3 Исследование ремонтопригодности коленчатых валов 32
двигателей КАМАЗ 32
3.4 Дефектация коленчатый вал и ремонт с применением ремонтных вкладышей 35
3.5 Коренные и шатунные вкладыши, полукольца 43
4. ВИДЫ ИЗНОСА 42
4.1 Анализ изнашивания подшипников коленчатого вала 42
4.2 Исследование надёжности упорных полуколец коленчатого вала двигателей
производства ПАО «КамАЗ» 45
5. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМЫ СМАЗКИ 53
5.1 АНАЛИЗ УСЛОВИЙ РАБОТЫ ПОДШИПНИКОВ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА 53
5.1.1 Масляный насос 56
5.1.3 Применение масел с повышенной вязкостью 59
5.1.2 Вкладыши подшипников коленчатого вала 59
5.2. УСЛОВИЯ РАБОТЫ ШЕЕК КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА И ПРИЧИНЫ ИЗНОСА 61
5.2.1 Выбор направлений исследования 61
5.2.2 Определение потерь давления до кольцевого канала коренного подшипника,
распределение давления по номерам коренных опор 63
5.2.3 Определение потерь давления в канале коленчатого вала от действия
центробежных сил 69
5.2.4 Определение потерь давления при подводе масла в шатунную полость (без
втулки грязеуловителя) 71
5.2.5. Режим заполнения шатунной полости (без втулки грязеуловителя) 73
5.2.6 Влияние эксплуатационных износов вкладышей на 76
условия смазки шатунных подшипников 76
Потери на преодоление центробежных сил 87
6. РАСЧЕТ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ СИЛ 84
6.1 РАСЧЕТНАЯ СХЕМА ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ СИЛ 84
6.2 . ИЗМЕНЕНИЕ УСЛОВИЙ ПОДВОДА МАСЛА К ПОДШИПНИКАМ
КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА 86
7. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 90
8. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 92
8.1 Техника безопасности при проведении шлифовальных работ 92
8.2 Опасные и вредные производственные факторы 92
8.3 Опасные зоны 94
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 97
Список использованных источников 99
Иллюстрационный альбом к выпускной квалификационной работе 103
Лист
Изучение особенностей эксплуатации, обслуживания и ремонта силовых агрегатов позволяет решить проблемы эксплуатационной технологичности, ремонтопригодности, восстановления работоспособности силовых агрегатов и включает в себя ряд направлений:
• - обоснование повышения уровня сложности конструкции силового агрегата;
• - исследование процессов изнашивания и предельных состояний;
• - разработка состава требований по обслуживанию и ремонту;
• - оценка дефектности узлов и ремонтопригодности;
• - обеспечение восстановления на различных стадиях «жизни» силового агрегата. [1]
При массовом увеличении выпуска автомобилей семейства КамАЗ и двигателей КамАЗ-740 возрастает нагрузка на ремонтников. При длительной эксплуатации машин их детали изнашиваются, рабочие характеристики агрегатов, систем и узлов изменяются, возникают отказы в работе. Устранение неполадок в машинах осуществляется проведением комплекса ремонтных работ.
При организации ремонта современных автомобилей КамАЗ и их агрегатов, имеющих сложную конструкцию и новые дополнительные системы, потребовалось на основе анализа неисправностей и дефектов деталей, узлов и агрегатов на авторемонтных предприятиях изменить существовавший технологический процесс ремонта двигателей и агрегатов; внедрить передовые методы ремонта приобрести и изготовить дополнительное оборудование, а также обучить рабочих особенностям ремонта новых марок машин.
Совершенствование ремонта автомобилей КамАЗ производится путем внедрения прогрессивных технологических процессов восстановления деталей агрегатов с учетом их конструктивных особенностей и возможных дефектов.
Качественный капитальный ремонт агрегатов автомобилей имеет большое экономическое, следовательно, народнохозяйственное значение. Основным фактором повышения экономической эффективности капитального ремонта агрегатов автомобилей является использование остаточного ресурса деталей. Около 75% деталей после разборки агрегатов, поступивших в капитальный ремонт, имеют большой остаточный ресурс и могут быть использованы повторно без восстановления или после восстановлением с затратами, не превышающими 40-60% прейскурантной стоимости новых деталей.
Технические характеристики и свойства рабочих поверхности деталей транспортно технические свойства средств оказывают существенное влияние на эффективность перевозочного процесса по эксплуатационным и экономическим показателям. Стремление к увеличению показателей транспортной работы, к повышению скорости движения, к снижению себестоимости продукции ведет к поиску новых путей повышения долговечности и снижения трудоемкости технического обслуживания автомобилей, а также их узлов и агрегатов.
Простои автомобильной техники в эксплуатации вызваны в первую очередь отказами двигателей внутреннего сгорания (ДВС), что определяет значительную долю затрат на их ремонт (до 30%). Одной из основных причин таких затрат является использование стратегии устранения отказов, что в среднем в 8-10 раз дороже, чем предупреждение отказа [3].
Опыт эксплуатации двигателей показывает, что эффективность их работы, сроки проведения текущих и средних ремонтов в значительной степени определяются техническим состоянием деталей кривошипно-шатунного механизма, среди которых наиболее ответственные и быстро изнашиваемые подшипники коленчатого вала (ПКВ). До 25% отказов двигателей обусловлено проворачиванием шатунных вкладышей и это является одной из основных причин преждевременного ремонта, причем аварийные дефекты могут проявляться уже на малых интервалах пробега, когда еще нет оснований говорить об эксплуатационных износах [4, 3, 5].
В процессе эксплуатации автомобилей происходит изменение их технического состояния, основными причинами которого являются изнашивание, усталостное разрушение, пластическая деформация, коррозия. Пластическая деформация и усталостное разрушение являются следствием конструктивно-технологических недоработок или нарушения правил эксплуатации. Указанные явления вызывают, в том числе, задир шеек коленчатого вала из-за проворачивания вкладышей, а также разлом коленчатого вала, что является одной из основных причин ремонта двигателей.
• - обоснование повышения уровня сложности конструкции силового агрегата;
• - исследование процессов изнашивания и предельных состояний;
• - разработка состава требований по обслуживанию и ремонту;
• - оценка дефектности узлов и ремонтопригодности;
• - обеспечение восстановления на различных стадиях «жизни» силового агрегата. [1]
При массовом увеличении выпуска автомобилей семейства КамАЗ и двигателей КамАЗ-740 возрастает нагрузка на ремонтников. При длительной эксплуатации машин их детали изнашиваются, рабочие характеристики агрегатов, систем и узлов изменяются, возникают отказы в работе. Устранение неполадок в машинах осуществляется проведением комплекса ремонтных работ.
При организации ремонта современных автомобилей КамАЗ и их агрегатов, имеющих сложную конструкцию и новые дополнительные системы, потребовалось на основе анализа неисправностей и дефектов деталей, узлов и агрегатов на авторемонтных предприятиях изменить существовавший технологический процесс ремонта двигателей и агрегатов; внедрить передовые методы ремонта приобрести и изготовить дополнительное оборудование, а также обучить рабочих особенностям ремонта новых марок машин.
Совершенствование ремонта автомобилей КамАЗ производится путем внедрения прогрессивных технологических процессов восстановления деталей агрегатов с учетом их конструктивных особенностей и возможных дефектов.
Качественный капитальный ремонт агрегатов автомобилей имеет большое экономическое, следовательно, народнохозяйственное значение. Основным фактором повышения экономической эффективности капитального ремонта агрегатов автомобилей является использование остаточного ресурса деталей. Около 75% деталей после разборки агрегатов, поступивших в капитальный ремонт, имеют большой остаточный ресурс и могут быть использованы повторно без восстановления или после восстановлением с затратами, не превышающими 40-60% прейскурантной стоимости новых деталей.
Технические характеристики и свойства рабочих поверхности деталей транспортно технические свойства средств оказывают существенное влияние на эффективность перевозочного процесса по эксплуатационным и экономическим показателям. Стремление к увеличению показателей транспортной работы, к повышению скорости движения, к снижению себестоимости продукции ведет к поиску новых путей повышения долговечности и снижения трудоемкости технического обслуживания автомобилей, а также их узлов и агрегатов.
Простои автомобильной техники в эксплуатации вызваны в первую очередь отказами двигателей внутреннего сгорания (ДВС), что определяет значительную долю затрат на их ремонт (до 30%). Одной из основных причин таких затрат является использование стратегии устранения отказов, что в среднем в 8-10 раз дороже, чем предупреждение отказа [3].
Опыт эксплуатации двигателей показывает, что эффективность их работы, сроки проведения текущих и средних ремонтов в значительной степени определяются техническим состоянием деталей кривошипно-шатунного механизма, среди которых наиболее ответственные и быстро изнашиваемые подшипники коленчатого вала (ПКВ). До 25% отказов двигателей обусловлено проворачиванием шатунных вкладышей и это является одной из основных причин преждевременного ремонта, причем аварийные дефекты могут проявляться уже на малых интервалах пробега, когда еще нет оснований говорить об эксплуатационных износах [4, 3, 5].
В процессе эксплуатации автомобилей происходит изменение их технического состояния, основными причинами которого являются изнашивание, усталостное разрушение, пластическая деформация, коррозия. Пластическая деформация и усталостное разрушение являются следствием конструктивно-технологических недоработок или нарушения правил эксплуатации. Указанные явления вызывают, в том числе, задир шеек коленчатого вала из-за проворачивания вкладышей, а также разлом коленчатого вала, что является одной из основных причин ремонта двигателей.
Анализ отказов ДВС в эксплуатации показал, что простои автомобилей в эксплуатации вызваны в первую очередь отказами двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и до 25% отказов двигателей обусловлено проворачиванием шатунных вкладышей и это является одной из основных причин преждевременного ремонта, причем аварийные дефекты могут проявляться уже на малых интервалах пробега, когда еще нет оснований говорить об эксплуатационных износах.
Износы в эксплуатации во многом зависит от условий смазочного процесса. Нарушение условий смазки деталей двигателя может являться критерием отказа, т.е. признаком изменения технического состояния, при котором двигатель не способен выполнять заданные функции согласно требованиям конструкторской документации. Поэтому исследования, направленные на повышение ресурса автомобильных двигателей были актуальными.
Цель дипломного проекта является повышения надежности работы двигателей внутреннего сгорания путем повышения износостойкости и ресурса работы коленчатых валов в процессе эксплуатации
В соответствии с поставленной целью были решены следующие задачи:
-Проведение ПР при указанном техническом состоянии позволяет значительно повысить надежность двигателей, сократить число дорогостоящих КР и довести их число до одного за общую долговечность в условиях третьей категории условий эксплуатации 360 тыс. км
-Обеспечение организации условий смазки осевых подшипников коленчатых валов, и, соответственно, их охлаждение, возможно за счёт модернизации полуколец путём выполнения радиальных масло подводящих канавок
- На основе анализа условий работы упорных подшипников предположено, что причиной выхода из строя является неорганизованный процесс подвода к ним смазки. Предложено улучшение по совершенствованию подвода масла, заключающиеся в выполнении масло подводящих канавок в блоке. Разработана методика стендовых испытаний двигателя для оценки эффективности предложенной конструкции
- разработаны рекомендации повышения эксплуатационной надежности системы смазывания двигателя на основе применения адаптивных методов: Зону забора масла необходимо сместить возможно ближе к рабочей поверхности коренной шейки ..Необходимо ограничить эксплуатацию работы двигателя на режимах близких к критическим ( примерно 1600 оборотах для мин-1 для двигателей модели 740 КамАЗ
Износы в эксплуатации во многом зависит от условий смазочного процесса. Нарушение условий смазки деталей двигателя может являться критерием отказа, т.е. признаком изменения технического состояния, при котором двигатель не способен выполнять заданные функции согласно требованиям конструкторской документации. Поэтому исследования, направленные на повышение ресурса автомобильных двигателей были актуальными.
Цель дипломного проекта является повышения надежности работы двигателей внутреннего сгорания путем повышения износостойкости и ресурса работы коленчатых валов в процессе эксплуатации
В соответствии с поставленной целью были решены следующие задачи:
-Проведение ПР при указанном техническом состоянии позволяет значительно повысить надежность двигателей, сократить число дорогостоящих КР и довести их число до одного за общую долговечность в условиях третьей категории условий эксплуатации 360 тыс. км
-Обеспечение организации условий смазки осевых подшипников коленчатых валов, и, соответственно, их охлаждение, возможно за счёт модернизации полуколец путём выполнения радиальных масло подводящих канавок
- На основе анализа условий работы упорных подшипников предположено, что причиной выхода из строя является неорганизованный процесс подвода к ним смазки. Предложено улучшение по совершенствованию подвода масла, заключающиеся в выполнении масло подводящих канавок в блоке. Разработана методика стендовых испытаний двигателя для оценки эффективности предложенной конструкции
- разработаны рекомендации повышения эксплуатационной надежности системы смазывания двигателя на основе применения адаптивных методов: Зону забора масла необходимо сместить возможно ближе к рабочей поверхности коренной шейки ..Необходимо ограничить эксплуатацию работы двигателя на режимах близких к критическим ( примерно 1600 оборотах для мин-1 для двигателей модели 740 КамАЗ
Подобные работы
- СИСТЕМА ПЛАНИРОВАНИЯ И КОНТРОЛЯ РАБОТ ПРИ ТЕХНИЧЕСКОМ ОБСЛУЖИВАНИИ И ТЕКУЩЕМ РЕМОНТЕ АВТОМОБИЛЬНОЙ ТЕХНИКИ
Магистерская диссертация, автомобили и автомобильное хозяйство. Язык работы: Русский. Цена: 4900 р. Год сдачи: 2018 - Внедрение метода Планово-Предупредительного Ремонта коммерческих автомобилей в условиях современной экономики
Магистерская диссертация, автомобили и автомобильное хозяйство. Язык работы: Русский. Цена: 4970 р. Год сдачи: 2017 - Технология восстановления изношенных деталей сварочной оснастки
Магистерская диссертация, машиностроение. Язык работы: Русский. Цена: 4875 р. Год сдачи: 2020 - Методы повышения ресурса ДВС на основе мониторинга его режимов работы
Магистерская диссертация, автомобили и автомобильное хозяйство. Язык работы: Русский. Цена: 4900 р. Год сдачи: 2018 - СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМНЫХ
ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ В БАЗОВЫХ ДИЗЕЛЯХ
ПРИ ФОРМИРОВАНИИ МОДЕЛЬНОГО РЯДА
Авторефераты (РГБ), автомобили и автомобильное хозяйство. Язык работы: Русский. Цена: 700 р. Год сдачи: 2011