Дипломный проект


Обоснование параметров применяемых технологических приемов



страница4/5
Дата09.05.2018
Размер0.94 Mb.
ТипДиплом
1   2   3   4   5

4.2. Обоснование параметров применяемых технологических приемов
Выбирают длину обработки цилиндрической части шеек с учетом следующих соображений.

Если в условиях эксплуатации поломка валов преимущественно происходит через щеки, шлифовку цилиндрической части шеек рекомендуется проводить не на всю длину шеек, а несколько меньше, с учетом ширины ее рабочей части, как это показано на чертеже 3.


Опыт восстановления коленчатых валов показывает, что шейки автомобильных карбюраторных двигателей (чугунных и стальных) можно обработать на всю исходную длину (чертеж 2). Что же касается дизельных автотракторных двигателей, то их шейки рекомендуется обрабатывать по схеме, изображенной на чертеже 3, с образованием двойной галтели, причем расстояние дополнительной галтели радиусом R2 от торцовой поверхности щеки f, выбирают в пределах 0,3…0,8 R1, а R2 принимают близким или равным R1.







Если шлифовка шеек коренных и шатунных производится на всю их длину, это приводит к уменьшению перекрытия шеек и сечения щеки в наиболее слабом месте. Шлифовкой же шеек не на всю исходную длину удается сохранить сечение щек в наиболее слабом месте без уменьшения и ослабления коленчатых валов в зоне галтелей. Это достигается одновременно













ДП. 23.02.03. 000. 00. ПЗ

Лист
















44

Изм.

Лист

докум

Подпись

Дата

с обработкой шеек под ремонтные детали в процессе удаления дефектного слоя.

Опыт показал, что происходит не только сохранение циклической прочности галтельных переходов, но наблюдается некоторое повышение циклической прочности галтельных переходов, примерно до 15% . Это можно объяснить тем, что двойные галтели оказывают благоприятное влияние на показатели циклической прочности галтельных переходов.
Отличительным признаком способа является удаление дефектного слоя с поверхности шеек с учетом глубины поверхностных трещин.

В результате применения этого условия можно получить шейки, на поверхностях которых практически не будет трещин или они будут иметь статистически заданную небольшую длину и глубину. Опасные трещины станут неопасными. Поэтому коленчатые валы после удаления дефектного слоя с цилиндрических поверхностей с учетом глубины трещин по характеристике дефектов становятся пригодными для эксплуатации.

В общем случае отбраковка коленчатых валов с трещинами на цилиндрической части шеек может быть выполнена одновременно с отбраковкой по трещинам в зоне галтелей, с учетом степени уменьшения длины трещин в зависимости от их глубины или раздельно.

После удаления дефектного слоя шеек, содержащего трещины, выбраковывают цилиндрические части шеек по трещинам согласно техническим условиям, приведенным на чертежах 2 и 3.


Слой материала на шейках, компенсирующий их износ и толщину дефектного слоя, может быть нанесен разными способами, например электродуговой наплавкой, электроконтактной приваркой материала, напылением, напылением с оплавлением слоя и др.

Выбором толщины ремонтных деталей можно в широких пределах изменять и оптимизировать толщину слоя материала, снимаемость с шеек в процессе восстановления, причем без ухудшения прочности галтельных переходов.

























ДП. 23.02.03. 000. 00. ПЗ

Лист
















45

Изм.

Лист

докум

Подпись

Дата

Поперечные отверстия на шейках валов являются концентраторами напряжений, заметно снижающими циклическую прочность. В процессе поверхностного термического упрочнения при изготовлении валов в условиях эксплуатации на кромках выходов масляных каналов на шейках образуются трещины, которые дополнительно повышают концентрацию напряжений и могут быть причиной разрушения валов, передающих переменный крутящий момент.

При удалении с шеек коленчатых валов дефектного слоя, содержащего трещины, часто не удается удалить трещины на кромках маслоподводящих каналов, так как их глубина бывает больше. Поэтому, если длина трещин на кромках равна или меньше 4 мм, удаляют поврежденный слой кромок, содержащий трещины полностью путем изготовления фасок 7 (см. чертеж 4). Если же длина трещин больше 4 мм, кромки масляных каналов, после изготовления фасок, дополнительно упрочняют поверхностным пластическим деформированием, например, чеканкой инструментом с твердым коническим наконечником.

Установлено, что наибольшие напряжения при нагружении валов крутящим моментом с поперечными отверстиями, расположены на радиусах поперечных отверстий, проходящих под углом 45о к образующей шейке или ее оси.

Чеканка кромок отверстий коническим наконечником на цилиндрических поверхностях не дает возможности получить упрочненную зону вокруг выхода отверстий, одинаковую по форме с эпюрой напряжений от нагрузок, и получить наибольший эффект от упрочнения. Если применяют конический наконечник, наибольшие сжимающие напряжения получают на участках кромок, где напряжение от нагрузок наименьшее.
С целью повышения эффективности процесса упрочнения создается пластическим деформированием эпюра сжимающих напряжений вокруг отверстий по форме, аналогичная эпюре нормальных напряжений от нагрузок.























ДП. 23.02.03. 000. 00. ПЗ

Лист
















46

Изм.

Лист

докум

Подпись

Дата

При помощи инструмента 8 создается эпюра 4 сжимающих напряжений, имеющая наибольшую величину, расположенную под углом 45о к образующей шейки или оси, как это показано на фиг.4.

Достигается это тем, что для чеканки фасок применен инструмент 8, снабженный граненным коническим наконечником 10, показанный на чертеже 5.

При пластическом деформировании кромок такой инструмент воздействует на кромки выступающими рабочими поверхностями 11 (чертеж 5). По мере их углубления в поверхностный слой зона контакта расширяется.

Для упрощения ориентации инструмента 8 в процессе чеканки он снабжен указателем положения рабочих граней 11 относительно шейки.

Примененный способ упрочнения кромок маслоподводящих каналов 6 (чертеж 5) дает возможность заметно повысить надежность шеек в зоне поперечных отверстий.

После чеканки требуется зачистка на шейке зоны наклепа от вспучившегося материала. Если зачистку не выполнить в зонах чеканки, ремонтные детали не будут прилегать к шейкам. Это приведет к образованию зазора между ремонтными деталями и шейкой, к ухудшению качества восстановленных шеек и уменьшению их ресурса.























ДП. 23.02.03. 000. 00. ПЗ

Лист
















47

Изм.

Лист

докум

Подпись

Дата



4.3. Выбор и обоснование толщины дефектного слоя,

снимаемого с поверхностей шеек
Рациональную толщину слоя материала, снимаемого с цилиндрических поверхностей шеек, определяют на основании опытных данных.

Исходными данными для определения толщины дефицитного слоя, подлежащего удалению, согласно предлагаемой технологии являются: статистическая взаимосвязь глубины трещин в поверхностном слое с их видимой длиной на поверхностях шеек; наименьшая рациональная толщина

ремонтных деталей, заданная с учетом работоспособности шеек, возможности их обработки на ремонтные размеры и т.д.

Статистическую взаимосвязь глубины трещин в поверхностном слое от их видимой длины на поверхностях определяют следующим образом.


Из выбракованных коленчатых валов отбирают три коленчатых вала. Один из них должен иметь наименьшую длину трещин на цилиндрической части шеек и наибольшее их количество, второй среднюю длину трещин и наибольшее их количество и третий наибольшую их длину и наибольшее их количество.

В журнал (в статистические таблицы) записывают длину каждой трещины и ее положение на шейке, отмечают трещины на шейках коленчатых валов.

Затем послойно с шеек сошлифовывают материал, например с заданным интервалом толщиной 0,2 мм. После снятия каждого слоя замеряют длину трещин на поверхностях, данные заносят в статистические таблицы. Шлифование шеек прекращают после удаления слоя материала, содержащего трещины.

Полученные данные обрабатывают методами математической статистики и устанавливают корреляционную зависимость глубины трещин от видимой их длины на поверхностях. Эти данные используют для прогнозирования возможности получения коленчатых валов без трещин в зависимости от толщины снятого с поверхности слоя материала, и какова будет длина трещины на поверхностях шеек валов после снятия с шеек дефектного слоя разной толщины.


За рациональную толщину дефектного слоя, подлежащего удалению, например, принимают такой слой, который обеспечивает удаление 65…75% трещин на шейках коленчатых валов в выборке.






















ДП. 23.02.03. 000. 00. ПЗ

Лист
















48

Изм.

Лист

докум

Подпись

Дата

Согласно предлагаемой технологии, условия работы рациональной толщины дефектного слоя, подлежащего удалению, уточняются и могут быть заданы другими.

Рациональную толщину дефектного слоя сравнивают с наименьшей рациональной толщиной ремонтных деталей.



Если найденный дефектный слой материала, подлежащий удалению, меньше наименьшей рациональной толщины ремонтных деталей, то снимаемый слой материала с шеек увеличивают до рациональной толщины ремонтных деталей.
Если найденный дефектный слой материала, подлежащий удалению, больше наименьшей рациональной толщины ремонтной детали, то в этом случае, с учетом конкретных обстоятельств, если позволяет прочность вала, увеличивают толщину ремонтной детали до толщины дефектного слоя, подлежащего удалению. Если прочность шеек валов недостаточна, может быть выбрана средняя величина между толщиной дефектного слоя и рациональной толщиной ремонтной детали или принята равной последней.
Опыт восстановления шеек коленчатых валов без трещин установкой ремонтных деталей показывает, что наименьшая рациональная толщина ремонтных деталей на восстановленных шейках для коленчатых валов автомобильных карбюраторных двигателей равна примерно 2 мм, а для дизельных автотракторных двигателей ориентировочно 2,5 мм.








Обработка шеек коленчатых валов компрессоров дизельных двигателей КАМАЗ-740.10 с трещинами под ремонтные детали толщиной 2,5 мм показала, что более 96% валов после удаления дефектного слоя не имели трещин, а оставшиеся на шейках трещины в основном удовлетворяли технические условия. После удаления дефектного слоя было выбраковано 3% валов с трещинами на цилиндрических поверхностях шеек.













ДП. 23.02.03. 000. 00. ПЗ

Лист
















49

Изм.

Лист

докум

Подпись

Дата

На основании изучения ремонтного фонда компрессорных коленчатых валов двигателей КАМАЗ-740 было установлено, что коленчатые валы в условиях эксплуатации работают без разрушения трещины на цилиндрических частях, длина которых и количество превышает во много раз приведенные в технических условиях неопасные трещины известных способов. Это свидетельствует о том, что продольные трещины на цилиндрических частях шеек, возникшие в результате местных напряжений металлургического и технологического происхождения, а также увеличившиеся и раскрывшиеся в процессе эксплуатации, стабилизируются самостоятельно и не приводят к разрушению валов. Более опасными являются трещины, расположенные под углом к оси, но они встречаются крайне редко, только у 2…4% валов.
После восстановления шеек согласно изобретению оставшиеся на цилиндрических частях шеек трещины перекрыты ремонтными деталями (чертеж 6) и не могут ухудшать работоспособность подшипников. Поэтому не требуется дополнительной обработки трещин в процессе восстановления валов, что заметно упрощает восстановление.
Пример. Требуется восстановить шатунные и коренные шейки коленчатого вала компрессора дизельного двигателя КАМАЗ-740.10, имеющего на цилиндрической части шеек трещины, длина которых и количество больше технических требований.

Номинальный диаметр шатунных шеек 88 мм, коренных шеек 110 мм, ширина шатунных шеек 83 мм, коренных 56 мм, радиус галтели R1 = 6 мм. Материал коленчатого вала сталь 50Г.


Глубина залегания поверхностных трещин для 60% выбракованных коленчатых валов не превышает 2,5 мм. Рациональная толщина ремонтных полуколец находится в пределах от 2,4 до 3,2 мм.























ДП. 23.02.03. 000. 00. ПЗ

Лист
















50

Изм.

Лист

докум

Подпись

Дата

С целью исключения ослабления галтельных переходов шейки обрабатывают с образованием двойных галтелей. Расстояние начала дополнительной галтели от торцовой поверхности шейки выбирают в пределах f = (0,3.0,8)R1. Фактическую величину расстояния f выбирают из соотношения, что при R1 R2  t f должна быть равна примерно 0,75.


Толщину ремонтных деталей принимают равной t = 2,5 мм, поэтому начало дополнительной галтели от торцовой поверхности f может быть задана в пределах f = 2,25…2,5 мм.

Ширину обрабатываемой части шейки с двумя галтелями вычисляют по уравнению: l2= l1 - 2f,

где l2 - ширина обрабатываемой части шейки (чертеж 3); l1 - исходная ширина шейки (чертеж 2);

f - расстояние начала дополнительной галтели от торцовой поверхности шейки.

Ширину обрабатываемой части шейки с одной галтелью вычисляют по уравнению: l2 = l1 - f .

Ширина обрабатываемой части шатунной шейки составит:

l= lш -2f = 83 - 2×2,5 = 78 мм.

Ширина обрабатываемой части коренной шейки с двумя галтелями составит:



l=  lк×2f = 56 - 2×2,5 = 51 мм.

Диаметры шеек под установку полуколец определяют по формуле:


dр = dн - 2t,

где dр - диаметр шейки, обработанной под ремонтную деталь;


dн - номинальный диаметр шейки;
t - толщина ремонтной детали (полукольца).























ДП. 23.02.03. 000. 00. ПЗ

Лист
















51

Изм.

Лист

докум

Подпись

Дата



dрш = dнш - 2t = 88 - 2×2,5 = 83 мм;
dрк = dнк - 2t = 110 - 2×2,5 = 105 мм.

По предлагаемой технологии восстанавливают коленчатые валы в следующей последовательности:



  1. Проводят контроль наличия трещин на шейках валов с применением магнитного дефектоскопа, производят выбраковку коленчатых валов с трещинами на галтелях согласно технических условий, приведенных на чертеже 1. Наносят метки на коленчатых валах, имеющих шейки с трещинами на цилиндрической части шеек и подлежащих выбраковке.




  1. Шлифуют шейки коленчатых валов с трещинами на размеры, необходимые для установки ремонтных деталей. Дополнительно определяют длину и расположение трещин после механической обработки шеек. Производят выбраковку валов по техническим условиям, приведенным на чертеже 2.




  1. Устанавливают невыбракованный коленчатый вал на подставку сверлильного станка и изготавливают фаски на выходах масляных каналов. Затем вручную производят наклеп фасок инструментом, изображенным на чертеже 5. При наклепе указатель положения 9 инструмента 8 располагают параллельно или перпендикулярно оси шейки. В процессе упрочнения фаски наклепом создают зоны наклепа, соответствующие эпюре 4, изображенной на чертеже 4. Зоны наибольшего наклепа должны располагаться под углом 45о к образующим или оси шейки.










Зачищают место наклепа от вспучившегося материала шейки, устанавливают и крепят коленчатый вал в стенде-кантователе. Устанавливают на шейки закаленные ремонтные детали из стали 45,













ДП. 23.02.03. 000. 00. ПЗ

Лист
















52

Изм.

Лист

докум

Подпись

Дата

выполненные в виде полуколец, располагают их стыки в зонах наименьшего износа в средней


части шеек, совмещают отверстия и выравнивают зазоры в стыках. Поджимают ремонтные детали к шейкам вручную и производят прихватку их электросваркой в одном из стыков к шейкам. Устанавливают на шейки с ремонтными деталями приспособление и поджимают ремонтные детали к шейкам с усилием 15000…25000 Н.


  1. Сваривают ремонтные детали между собой и приваривают их к шейке в стыке с прихваткой. Производят выдержку для выравнивания теплового потока от первого сварочного шва и сваривают второй стык ремонтных деталей. В результате получают восстановленные шейки, изображенные на чертеже 6. Для сварки стыков применяют сварочную проволоку Св 08Г2С диаметром 1,2 мм. Сварку выполняют в среде углекислого газа, сварочный ток 120…140 А.




  1. Снимают коленчатый вал со стенда-кантователя. Охлаждают и направляют на механическую обработку шеек с ремонтными деталями на заданные размеры.

Предложенный способ восстановления шеек коленчатых валов с трещинами обладает следующими технико-экономическими: преимуществами:



  • способ уменьшает количество валов, подлежащих выбраковке из-за трещин на цилиндрических частях шеек примерно на 90…95% и уменьшает затраты средств на ремонт техники, так как стоимость восстановленных валов заметно меньше стоимости новых, примерно при одинаковых межремонтных ресурсах;







технология предусматривает удаление с поверхности шеек поврежденного слоя материала, содержащего поверхностные трещины почти полностью,













ДП. 23.02.03. 000. 00. ПЗ

Лист
















53

Изм.

Лист

докум

Подпись

Дата

замену этого слоя новым закаленным однородным износостойким слоем материала, обладающим хорошей обрабатываемостью;



  • применен простой способ создания слоя материала, компенсирующего износы и дефектный слой поверхностей шеек, содержащих трещины, что упростило процесс восстановления;

  • на поверхности шеек образован однородный слой материала, не содержащий трещин, пор и раковин.

Предлагаемая технология позволяет многократно восстанавливать шейки заменой слоя материала, обрабатывать шейки на ремонтные размеры, исключает деформацию валов, сохраняет и повышает усталостную прочность галтельных переходов и зон расположения выходов маслоподводящих каналов.

Применение технологии позволяет повысить надежность коленчатых валов, имевших трещины на шейках после восстановления, упрощает процесс восстановления и уменьшает затраты на ремонт.

Применение технологии позволяет повысить надежность коленчатых валов, имевших трещины на шейках после восстановления, упрощает процесс восстановления и уменьшает затраты на ремонт.


















ДП. 23.02.03. 000. 00. ПЗ

Лист
















54

Изм.

Лист

докум

Подпись

Дата



Каталог: diplom -> w doc
diplom -> Притулюк Юлия Леонидовна Туризм в Абхазии: основные аспекты и перспективы развития Выпускная квалификационная работа бакалавра
diplom -> Костная пластика на нижней челюсти с использованием малоберцовой кости и гребня подвздошной кости
diplom -> Дипломная работа гражданская война в России и мировое сообщество студента 5 курса группа иф5И специальности
diplom -> Методические рекомендации по выполнению дипломного проекта для специальности 23. 02. 03 «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта»
w doc -> Методические рекомендации по выполнению разделов содержательной части пояснительной записки
diplom -> Мультиагентные технологии для построения raid-подобных распределенных систем хранения данных
diplom -> Глава I. Эпоха эдвардианства в Великобритании
diplom -> Острое повреждение почек у больных онкологического профиля


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5


База данных защищена авторским правом ©vossta.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница