Технология и средства повышения долговечности коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания оптимальным использованием ремонтного припуска

• Автор: Степанов, Александр Григорьевич
• Шифр специальности: 05.20.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 608 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Качество механической обработки и долговечность коленчатых валов

1.2. Анализ методик определения ремонтных размеров

1.3. Анализ способов базирования при обработке шеек коленчатых валов

1.4. Анализ конструкций коленчатых валов и выбор объекта исследования

1.5. Цель и задачи исследования Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО СОЗДАНИЮ СИСТЕМ

С ОПТИМАЛЬНОЙ СТРУКТУРОЙ РЕМОНТНЫХ РАЗМЕРОВ ШАТУННЫХ И КОРЕННЫХ ШЕЕК КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ

2.1. Математическая модель использования ремонтного припуска шеек коленчатого вала

2.2. Оптимизация структуры ремонтных размеров

2.3. Правила построения унифицированных систем ремонтных
размеров с оптимальной структурой
2.4. Выводы
Глава 3. ТЕОРИЯ ОПТИМАЛЬНОГО БАЗИРОВАНИЯ КОЛЕНЧАТОГО
3.1. Постановка задач оптимального базирования
3.2. Обоснование оптимального базирования
3.3. Способы реализации и системы адаптивного управления оптимальным базированием
3.4. Обоснование субоптималыюго базирования
3.5. Способы субоптимального базирования.
3.6. Принципы разработки адаптивного устройства угловой ориентации коленчатого вала перед обработкой шатунных шеек
3.7. Выводы
Глава 4. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1. Общие положения
4.2. Методика проведения микрометража изношенных шеек
Ф коленчатого вала
4.3. Методика экспериментальной проверки способов базирования коленчатого вала
4 4.4. Методика расчетноэкспериментального определения
минимального припуска и его составляющих для шеек коленчатого вала
4.5. Общая методика стендовых испытаний
4.6. Методика оценки эффективности использования ремонтного припуска по критерию долговечности
4.7. Выводы
Глава 5. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОПТИМАЛЬНОМУ
ИСПОЛЬЗОВАНИЮ РЕМОНТНОГО ПРИПУСКА ШЕЕК КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА ДВИГАТЕЛЯ КАМАЗ
5.1. Экспериментальное исследование геометрических и координатных размеров коренных и шатунных шеек.
5.2. Исследование точности способов базирования
5.3. Исследование минимального припуска на обработку шатунных и коренных шеек.
5.4. Анализ использования ремонтного припуска коренных и шатунных шеек
5.5. Построение унифицированных систем с оптимальными ремонтными размерами при различном уровне выбраковки коленчатых валов
5.6. Оценка технической эффективности использования ремонтного припуска
5.7. Выводы
Глава 6. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
ТРИБОТЕХНИЧЕСКОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ И УСТАЛОСТНОЙ ДОЛГОВЕЧНОСТИ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА ДВИГАТЕЛЯ КАМАЗ0 С РАЗМЕРАМИ ШЕЕК В ПРЕДЕЛАХ РАСШИРЕННОГО РЕМОНТНОГО ПРИПУСКА
6.1. Исследования твердости и микроструктуры шеек
6.2. Результаты экспериментальных исследований триботехнической работоспособности шеек
6.3. Результаты исследования эксплуатационных усталостных дефектов коленчатого вала
6.4. Результаты стендовых испытаний усталостной долговечности коленчатого вала
6.5. Выводы
Глава 7. ОРГАНИЗАЦИЯ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ
ИССЛЕДОВАНИЙ И ОЦЕНКА ИХ ЭФФЕКТИВНОСТИ
7.1. Разработка и проверка работоспособности комплектов вкладышей коренных и шатунных подшипников двигателя КамАЗ0 с оптимальными ремонтными размерами
7.2. Разработка технологии восстановления коленчатого вала двигателя КамАЗ0 ремонтными размерами с оптимальным использованием ремонтного припуска
7.3. Результаты опытного внедрения предлагаемого технологического процесса
7.4. Выводы Основные выводы
Список использованных источников


Если коленчатый вал с 1ой категорией ремонтного размера при обработке в ремонтный размер получил фую категорию ремонтного размера, то разность номеров этих категорий определяет величину шага перехода через межремонтных интервалов
Ф 1 ЬФ 0,1,2. Очевидно, что минимальный припуск Пт1П в этом случае должен иметь величину не более, и не менее 1 межремонтных интервалов. Например, пусть шейки коленчатого вала до обработки имели первую категорию РР, равную 0,5 мм, а после обработки до ближайшего ремонтного размера шейки перешли в 4ую категорию ремонтного размера, равную 2,0 мм. В этом случае шаг перехода равен трем 3 межремонтным интервалам 0,5мм х ,5 мм, а минимальный припуск должен быть не более 2,0 мм, но не менее 1,5 мм. Число восстановлений коленчатого вала с шагом перехода относительно общего числа восстановлений будет определяться вероятностью шага перехода на межремонтных интервалов, которая в свою очередь равна вероятности нахождения величины минимального припуска П, в интервале чисел и1 . ГПт1П плотность вероятности распределения Птп. Птп рис. На горизонтальной оси отложена величина Птт, выраженная в ремонтных размерах РР, по вертикальной оси соответствующие ей значения интегральной функции РПт1П. Вероятность шага перехода Р из исходного в последующие ремонтные размеры при каждом восстановлении определяется как разность значений НПт1П, соответствующих концам кго и к1 интервала ремонтных размеров. Для случая 0 вероятность шага перехода Р0 не зависит от величтпгы Птп, а определяется исходя из априорной информации о вероятности нахождения геометрических и координатных параметров группы шеек коленчатого вала в пределах допустимого без восстановления. Для этого определяются вероятности нахождения каждого из параметров в пределах допустимого без восстановления. Если допустить, что параметры независимы, то искомая вероятность Ро равна произведению полученных вероятностей. В свою очередь, вероятность Р0 на графике РПт1П соответствует интервалу минимального припуска от нуля до некоторого значения, обозначаемого ПБв см рис. Если для рассматриваемой структуры ремонтных размеров к первых размеров целиком, а к1 размер частично находятся в пределах интервала ПБц, то шейки коленчатого вала не будут перешлифовываться в эти размеры, а будут направляться на новый цикл эксплуатации. Поэтому вероятность шага перехода для случая 0 будет равна Р0, а для всех к вероятность Р0, а дляк вероятность к1РПтпкгР0. Для формализации расчетов указанному случаю будет соответствовать участок графика РПтп, показанный на рис. С учетом сделанных обозначений получим вероятностную модель для расчета среднего значения числа восстановлений шеек коленчатого вала. V 1ХЗт, Ы0,1,2,3. Подставив значение Ст из 2. У 1Гт1
В свою очередь вероятность ут определяется суммой вероятностей перехода шейки коленчатого вала из всех 1ых во все рые категории ремонтного размера при шом восстановлении
Величина вероятности перехода ащ определяется как произведение вероятностей ос,т. Первичным исходным состоянием шеек коленчатого вала является их состояние после изготовления, которое условно принято за нулевой номер восстановления т0. При этом шейки коленчатого вала имеют исходный размер по рабочему чертежу, который также условно принят за нулевую категорию РР . Если у пришедшего на восстановление коленчатого вала группа шеек имеет технические параметры в пределах допустимого, то такие шейки не шлифуются, и у них остаются исходные номинальные размеры. В этом случае шаг перехода принимается равный нулю 0. Для упрощения расчетов величины V в соответствии с разработанной моделью предложен табличный способ расчета см. Так как аоо1 то при первом восстановлении т1 вероятность аоо перехода из нулевой в нулевую и последующие категории РР вплоть до ктой численно будут равны найденным ранее значениям Р т. Р. Просуммировав полученные вероятности а1ф1 по 1, получим вероятность аф исходного состояния по категориям ремонтных размеров для второго восстановления. Таблица 2. О, а . М2 а 2 . Х2 . ЕЕ а0 а, 0.