Применение гидродробеструйной обработки при ремонте коленчатых валов двигателей автомобилей семейства "ЗИЛ"

• Автор: Жирнов, Андрей Анатольевич
• Шифр специальности: 05.20.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Саранск
• Количество страниц: 143 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
с.
ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Анализ характера износа коленчатых валов, поступающих

в ремонт.

1.2. Особенности метода дробеструйной обработки

1.3. Особенности гидродробеструйного способа обработки.

1.4. Конструкции гидродробеструйных установок.

1.5. Задачи исследования.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ К СОЗДАНИЮ ГИДРОДРОБЕСТРУЙНОЙ ОБРАБОТКИ КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ
2.1. Рабочие гипотезы, используемые при создании основ
теории ГДО.
2.2. Баланс энергии при ударе
уг 2.3. К.П.Д. удара при ГДО.
2.4. Математическое моделирование процесса ГДО
2.5. Остаточные напряжения при ГДО.
2.6. Микрогеометрия поверхности детали при ГДО.
2.7. Наклеп при ГДО
3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.
3.1. Методика определения основных технологических параметров процесса гидродробеструйной обработки
3.2. Методика исследования остаточных напряжений.
3.3. Методика исследования триботехнической работоспособности соединения шейка коленчатого вала вкладыш
3.4. Методика многофакторного планирования эксперимента по определению основных технологических параметров процесса
ГДО шеек коленчатых валов
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1. Результаты определения технологических параметров процесса гидродробеструйной обработки.
4.2. Оценка остаточных напряжений
4.3. Результаты исследований показателей качества ГДО методом математического планирования экспериментов.
4.4. Триботехнические испытания соединений шейка коленчатого
вала вкладыш двигателей ЗИЛ0
5. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ВОССТАНОВЛЕНИЯ КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ
И ОЦЕНКА ЕГО ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
5.1. Разработка технологического процесса восстановления коленчатых валов с применением гидродробеструйной обработки.
5.2. Оценка экономической эффективности предложенных разработок
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Из данных исследований (3) следует, что кривые распределения износа ш/шеек имеют большие рассеивания и более высокие значения износа, чем у к/шеек. Так максимальные износы шеек ДВС ЯМЗ -6 за пробег 0 тыс. Как видно из приведенных источников [, ] результаты для двух типов двигателей довольно таки противоречивы, что еще раз доказывает справедливость утверждения о сложности исследуемого процесса. Наблюдения за износом и повреждениями коленчатых валов при эксплуатации позволили выделить основные виды износа и разрушения [8, ]: износ коренных и шатунных шеек, овальность и конусность шеек; износ посадочных мест под распределительную шестерню, шкив и маховик; износ посадочного места наружного кольца шарикоподшипника в торце вала; скрученность и изгиб вала; появления трещин на шейках вала. На сегодняшний день наиболее актуальной проблемой является восстановление геометрических размеров коренных и шатунных шеек без существенного снижения усталостной прочности коленчатых валов. Естественный износ деталей машин доступен изучению в качественном и количественном отношениях. На основе знания структурных характеристик деталей, конструктивной формы, материала и термической обработки, характера нагрузки, типа сопряжений, рода и вида трения, величины и характера износа, а также эксплуатационных свойств - можно научно обосновать выбор способа и технологию восстановления коленчатых валов. Величины износа рабочих поверхностей коленвалов, поступающих в капитальный ремонт надежно могут быть установлены лишь массовым микрометриро-ванием деталей с обработкой полученных данных методом математической статистики. Статистические методы исследования износа деталей более доступны для осуществления, т. Их применение целесообразно, т. ТХО, качество сопряжения, смазки, удельного давления, условий эксплуатации, квалификации водителя, своевременного проведения профилактических работ, времени работы и т. Многие исследователи провели массовое микрометрирование детали двигателей автомобилей, в частности, 0 коленчатых валов, поступивших в капитальный ремонт []. При работе коленчатый вал подвергается периодически действующими нагрузками от давления газа и от сил инерции возвратнодвижущихся и вращающихся частей. Особенности кинематики кривошипно-шатунного механизма (КШМ) и условий его работы вызывают неравномерность удельной нагрузки, действующей на шейки вала, вызывая изменения их геометрической формы и различие в износе шатунных и коренных шеек. Анализ показывает (табл. Однако, износ шатунных шеек в 1, раза больше износа коренных шеек, а по 3 и 4 шейкам превышение износа достигает . Шатунные шейки под действием инерционных сил изнашиваются больше со стороны, обращенной к оси коленвала. Неравномерность нагрузки в течение цикла и их периодическая повторяемость через 0° вызывает неравномерный износ шатунных шеек по окружности []. Отклонение по форме шатунных шеек больше, чем коренных. Конусность шатунных шеек возникает вследствие неодинаковых условий подачи смазки шеек по их длине из-за несовершенства подачи. Подача смазки от коренного подшипника к шатунному осуществляется по наклонному каналу. Механические частицы, имеющиеся в смазке под действием центробежных сил отбрасываются к верхней образующей канала. При выходе из канала частицы уносятся потоком смазки в сторону, противоположную наклону канала, распространяясь на этом участке по окружности шейки и подшипника. Уже это вызывает неравномерный износ. Часть более крупных абразивных частиц не выносится из подшипника, а внедряется в мягкую основу антифрикционного слоя, царапая и изнашивая шейки. В зоне выхода смазки из отверстия образуется «нарост» из абразивных частиц, что является причиной возникновения кольцевой канавки на шейки. Таблица 1. Среднеарифметическое характеризует средний износ всей] партии, среднеквадратичное отклонение определяет степень рассеивания величины износа от его среднего значения. Таким образом износ и искажения геометрической формы коренных шеек имеют меньшие значения, чем у шатунных , однако , неравномерный износ коренных шеек больше. Наибольший износ 0, мм имеет первая коренная шейка, наименьший - 0, мм последняя.