Повышение эксплуатационной надежности цилиндровых втулок высокофорсированных дизелей дифференцированным гидродробеструйным упрочнением

• Автор: Синчурин, Денис Васильевич
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 145 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ИССЛЕДОВАНИЮ ПОВЫШЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ НАДЕЖНОСТИ ЦИЛИНДРОВЫХ ВТУЛОК МЕТОДАМИ ПОВЕРХНОСТНО-ПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИХ ДИНАМИЧЕСКОЙ НАПРЯЖЕННОСТИ
1.1 Объект исследования
1.2 Оценка основных направлений развития методов и средств для определения динамической и температурной напряженности цилиндровых втулок от действия инерционных нагрузок, сил давления газов и температурных воздействий
1.3 Основные методы усовершенствования и средства оценки усталостной прочности цилиндровых втулок
1.4 Причины потери работоспособности цилиндровых втулок
1.5 Постановка задач исследований
1.6 Выводы
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ДИФФЕРЕНЦИРОВАННОГО ГИДРОДРОБЕСТРУЙНОГО УПРОЧНЕНИЯ ЦИЛИНДРОВОЙ ВТУЛКИ ВЫСОКОФОРСИРОВАННОГО ДИЗЕЛЯ
2.1 Математическая модель напряженного состояния цилиндровой втулки высокофорсированного дизеля от действия сил инерции
2.2 Математическая модель напряженного состояния цилиндровой втулки высокофорсированного дизеля под действием сил давления газов
2.3 Методика расчета дополнительных напряжений цилиндровой втулки высокофорсированного дизеля от внутреннего давления
2.4 Методика расчета температурных напряжений на внутренней поверхности цилиндровой втулки
2.5 Анализ напряженно-деформированного состояния цилиндровой втулки методом конечных элементов
2.6 Оценка виброударного нагружения цилиндровой втулки при гидродробеструйной обработке
2.7 Выводы

ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ЦИЛИНДРОВЫХ ВТУЛОК НА РАЗВЕРНУТЫХ РАБОТАЮЩИХ ДИЗЕЛЯХ
3.1 Методика экспериментальных исследований напряженного состояния цилиндровых втулок
3.2 Выбор метода исследования и его подготовка для определения напряженного состояния цилиндровой втулки
3.3 Проведение экспериментальных исследований определения напряженного состояния цилиндровой втулки от действия динамических нагрузок на развернутом дизеле
3.4 Оценка точности экспериментов и погрешности измерений
3.5 Выводы
ГЛАВА 4.РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО МЕТОДА ДИФФЕРЕНЦИРОВАННОГО ГИДРОДРОБЕСТРУЙНОГО УПРОЧНЕНИЯ ЦИЛИНДРОВЫХ ВТУЛОК ВЫСОКОФОРСИРОВАННЫХ ДИЗЕЛЕЙ
4.1 Метод дифференцированного гидродробеструйного упрочнения наружной поверхности цилиндровой втулки высокофорсированпого дизеля
4.2 Планирование многофакторного эксперимента при дифференцированном гидродробеструйном упрочнении цилиндровой втулки
4.3 Выводы
ГЛАВА 5. РЕЗУЛЬТАТЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ НАДЕЖНОСТИ ЦИЛИНДРОВЫХ ВТУЛОК ВЫСОКОФОРСИРОВАННЫХ ДИЗЕЛЕЙ МЕТОДОМ ДИФФЕРЕНЦИРОВАННОГО
ГИДРОДРОБЕСТРУЙНОГО УПРОЧНЕНИЯ
5.1 Оценка эксплуатационной надежности цилиндровой втулки после дифференцированной гидродробеструйной обработки
5.2 Оценка повышения эксплуатационной надежности цилиндровых втулок в условиях дифференцированного гидродробеструйного упрочнения. 1
5.3 Экономический эффект от внедрения технологического метода дифференцированного гидродробеструйного упрочнения цилиндровых втулок.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
При переходе па изготовление форсированных дизелей нового поколения возрастают требования к работоспособности и надежности конструкций. Из-за тенденции постоянного форсирования дизелей по параметрам частоты вращения и термодинамического цикла возрастает величина динамической напряженности деталей, снижается эксплуатационная надежность, что вызывает необходимость полностью использовать факторы, влияющие на износостойкость и усталостную прочность. Например, в мировом дизелестроении за последние 10 лет возросло среднее эффективное давление четырехтактных дизелей от 1,0 МПа до 3,0 МПа, которое является одним из эффективных показателей рабочего цикла форсирования дизелей [1]. В качестве основных путей повышения работоспособности и долговечности деталей ДВС можно отметить следующее: соблюдение технической эксплуатации, совершенствование конструкций, улучшение метода расчета на прочность, а также применение методов упрочняющей технологии.
Качественная характеристика современной продукции машиностроения должна оцениваться работоспособностью и долговечностью при низкой себестоимости изделия и малом расходе металла. Критериями оценки качества ответственных деталей являются шероховатость поверхности, точность выполняемых размеров, а также, по отношению к безотходным технологическим методам в машиностроении, физико-химические свойства поверхностных слоев: наклеп (глубина, степень), рельеф микрогеометрии (надрез от инструмента, радиус впадины - выступа), остаточные напряжения (величина, знак, характер распределения), которые имеют превалирующие значения в обеспечении надежности, а также работоспособности конструкции в большинстве случаев.

1.6 Выводы
1. Обзор публикаций [35], [37], [43] по исследованию силовых схем расчета цилиндровых втулок показывает, что отсутствуют аналитические методы, которые позволяют определить картину динамических напряжений в цилиндровой втулке в условиях производства в зависимости от характера и величины изменения динамических сил. Анализ литературных источников [5], [43], подтверждает целесообразность проведения экспериментальных исследований напряженно-деформированного состояния на работающем дизеле в производственных условиях.
2. По результатам анализа работ отечественных авторов выявлено, что отсутствует технология выравнивания напряжений в поверхностном слое. Применение методов ППД снижает напряжения по всей обрабатываемой поверхности, но не выравнивает их в зависимости от сложного профиля и рабочих нагрузок.
3. Повышение эксплуатационной надежности цилиндровых втулок возможно при обеспечении равномерного распределения напряжений в поверхностном слое за счет разработки технологии гидродробеструйного упрочнения, которая позволяет задавать начальные остаточные напряжений сжатия в отдельных участках цилиндровой втулки, что обеспечит выравнивание напряжений во время эксплуатации и повысит циклическую прочность.