ВВЕДЕНИЕ 8
1 Состояние вопроса и задачи исследования 10
1.1 Устройство, классификация, принцип работы аксиально¬поршневых гидромашин 10
1.2 Аксиально-поршневые гидромашины Eaton 16
1.3 Анализ причин отказов 20
1.4 Средства проведения исследований технического состояния
гидронасосов 29
1.5 Цель и задачи исследования 37
2 Теоретический анализ работы пят плунжеров 39
2.1 Анализ состояния гидростатической разгрузки опор 39
2.2 Моделирование нагрузок пят плунжеров 47
3 Методические основы и результаты экспериментальных иссле¬
дований 54
3.1 Программа исследований 54
3.2 Исследование износов деталей 54
3.3 Обоснование необходимой толщины слоя
металлопокрытия 60
3.4 Обоснование способа восстановления поворотной опоры 61
4 Разработка технологического процесса ремонта гидронасоса
Eaton6423 66
4.1 Проектирование маршрута обработки 70
5 Расчет экономической эффективности технологии ремонта 75
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 82
В гидравлических системах современных отечественных и зарубежных сельскохозяйственных и дорожно-строительных машин для передачи крутящего момента от двигателя внутреннего сгорания к исполнительным механизмам применяются объемные гидроприводы.
Одной из фирм занимающихся производством аксиально-поршневых гидромашин является корпорация Eaton, в 2011 году она отпраздновала 100-летний юбилей. Наследие фирмы - это история инноваций и технологических достижений, которые позволили компании прочно занять позицию признанного лидера в сфере управления энергией [1]. В 2015 году объем продаж компании составил $20.9 млрд. Штат Eaton составляет около 97 000 сотрудников. Компания осуществляет продажи в более чем 175 странах мира.
Eaton предлагает заказчикам энерго-эффективные решения для безопасного и устойчивого управления электротехнической, гидравлической и механической энергией. В настоящее время особый интерес в этом перечне вызывают гидравлические насосы, а именно аксиально-поршневые гидронасосы для тяжелых условий работы: серии от 33 до 76. Данные агрегаты оптимизированы для самых сложных применений, от комбайнов и сельскохозяйственных тракторов и до строительного оборудования и лесозаготовительных машин, они демонстрируют функциональность и долговечность, необходимые для наиболее ответственных мобильных и промышленных сфер применения.
Анализ работоспособности и долговечности объемных гидроприводов показал, что доля их отказов в доремонтный период эксплуатации составляет около 20 % от общего числа отказов машин. Наработка до отказа составляет не более 1500 часов работы при номинальных режимах, а средний межремонтный ресурс отремонтированных агрегатов в условиях реальной эксплуатации не превышает 60 % от ресурса нового изделия [2]. В связи с этим поиски путей повышения долговечности объемных гидроприводов и разработка технологий их ремонта является актуальной задачей.
Выход из строя гидронасосов влечет за собой нарушение нормальной работы техники и, как следствие, простой, а также снижение экономической эффективности.
В связи с тем, что стоимость импортных аксиально-поршневых гидромашин постоянно растет и уже сейчас достигает 120 - 950 тыс. руб., а из методов ремонта пока в большинстве случаев используется ремонт с заменой изношенных узлов на новые, необходимо разработать технологический процесс их ремонта с восстановлением ресурсолимитирующих узлов.
Анализ и систематизация ряда работ Галина Д. А., Столярова А. В., Земскова А. М. и других, посвященных проблемам ремонта и восстановления гидроприводов сельскохозяйственной техники, позволили определить научную проблему и направление наших исследований.
В связи с этим проектирование технологического процесса ремонта аксиально-поршневых насосов является актуальной задачей.
В процессе выполнения работы были выполнены теоретические и экспериментальные исследования процессов, связанных с восстановлением ресурсоопределяющих деталей гидронасоса Eaton 6423.
В результате оценки параметров дефектов и износов выявлено: наибольшее влияние на КПД оказывают распределительная и поршневые пары; в результате снижения давления в гидростатических опорах возникает катастрафический износ пят и поворотной опоры с упором.
Проведенные исследования показали, что при восстановлении соединения распределителей и блока цилиндров возможно выведение следов износа с удалением дефектного слоя со всех поверхностей. Так же анализ расчетов показал, что для восстановления необходимого технологического зазора в паре плунжер-втулка блока цилиндров необходимо нанести на поверхность поршня слой металлопокрытия не более 124 мкм.
Размерная цепь составленная для определения допустимой глубины проточки поворотной опоры под установку дополнительной детали (приставного дна) составляет 8 мм с предельными отклонениями ±0,1 мм. Тогда действительный размер опоры должен находиться в пределах 7,9.8,1 мм.
С учетом этого разработан маршрут технологического процесса ремонта гидронасоса Eaton 6423 для особо тяжелых условий работы, применение которого позволяет снизить затраты на ремонт за счет восстановления ресурсолимитирующих деталей.
Рассчитана себестоимость ремонта гидропривода Eaton серии 64, она составляет 30 тыс.рублей. Годовая экономия при внедрении данной технологии вместо замены изношенных деталей на новые составит 1,56 млн. руб на программу ремонта 25 гидроприводов в год.