Повышение долговечности турбокомпрессоров дизельных двигателей восстановлением изношенных деталей методом электроискровой обработки

• Автор: Власкин, Владимир Викторович
• Шифр специальности: 05.20.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Саранск
• Количество страниц: 180 с.

1.1. Турбокомпрессоры дизелей и анализ причин нарушения работоспособности турбокомпрессоров.

1.2. Технологии восстановления изношенных деталей турбокомпрессоров.

1.2.1. Ремонт и восстановление посадочной поверхности вала

ротора под подшипник.

1.2.2. Ремонт и восстановление втулок подшипников.

1.2.3. Ремонт и восстановление отверстия среднего корпуса под подшипник.

1.3. Электроискровая обработка как способ восстановления параметров изношенных деталей.

1.4. Ремонт агрегатов с восстановлением изношенных

поверхностей электроискровой наплавкой

I 1.5. Цели и задачи исследования.

Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ТУРБОКОМПРЕССОРОВ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ НЕ МЕНЕЕ ПРОЦЕНТНЫЙ РЕСУРС ПОСЛЕ РЕМОНТА
2.1. Средний ресурс турбокомпрессоров за срок службы
2.2 Среднее число капитальных ремонтов турбокомпрессоров
2.3. Нагрузки, действующие на подшипники турбокомпрессора.
2.4 Способы повышения долговечности подшипникового узла
турбокомпрессоров с не вращающейся моновтулкой.
2.5. Теоретические задачи повышения износостойкости восстанавливаемых сопряжений
2.6. Оптимизация технологических режимов электроискровой обработки.
Глава 3. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Программа исследований
3.2. Методика проведения микрометражных исследований.
3.3. Методика выбора технологических режимов электроискровой обработки
3.4. Методика металлографических исследований покрытий образованных ЭИО.
3.5. Методика триботехнических лабораторностендовых испытаний моделей серийных и восстановленных пар трения
3.6. Методика балансировки роторов турбокомпрессоров.
3.7. Методика стендовых испытаний турбокомпрессоров, собранных из серийных и восстановленных деталей.
3.8. Методика эксплуатационных испытаний отремонтированных турбокохмпрессоров.
Глава 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ.
4.1. Результаты микрометражных исследований.
4.2. Результаты выбора электродных материалов и
рациональных режимов ЭИО.
.
.
.
.
4.2.1. Выбор рациональных технологических режимов ЭИО рабочих поверхностей вала ротора турбокомпрессора.
4.2.2. Выбор рациональных технологических режимов ЭИО подшипников турбокомпрессора, изготовленный из Бронзы БрОСЮЮ.
4.2.3. Рациональные технологические режимы ЭИО изношенных деталей турбокомпрессоров.
4.3. Результаты металлографических исследований покрытий, образованных электроискровой обработкой.
4.3.1. Исследование покрытий нанесенных на образцы из стали Х.
4.3.2. Исследование покрытий нанесенных на образцы
из бронзы БрОСЮЮ
4.4. Результаты триботехнических испытаний новых и восстановленных ЭИО пар трения.
4.5. Прогнозирование ресурса восстановленных сопряжений и отремонтированного турбокомпрессора
Глава 5. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА РЕМОНТА ТУРБОКОМПРЕССОРА. ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
5.1 Разработка технологического процесса восстановления
турбокомпрессора методом ЭИО.
5.2. Техникоэкономическая эффективность от внедрения технологии ремонта турбокомпрессора и восстановленных деталей
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Доля отказов турбокомпрессора составляет 2. Средние доремонтные и межремонтные средние ресурсы двигателей СМД и ЯМЗ8НБ и их турбокомпрессоров приведены в таблице 1. Таблица 1. Средние ресурсы двигателей и турбокомпрессоров. Ресурс как у нового, так и у отремонтированного турбокомпрессора в среднем на ниже ресурса соответственно нового и отремонтированного двигателей Ресурс отремонтированного турбокомпрессора составляет от ресурса нового. Слабыми звеньями ТКР являются сопряжения вал ротора подшипник и наружная поверхность подшипника отверстие корпуса, долговечность которых определяет ресурс агрегата. Турбокомпрессоры, установленные на дизели, работают совместно с поршневыми двигателями и используют низкотемпературную часть общего теплового напора отработавших газов. Номинальные частоты вращения роторов современных турбокомпрессоров достигают 0 мин1, максимальные значительно выше. Высокий скоростной режим работы турбокомпрессоров значительно ужесточает условия работы, как самого ротора, так и контактирующих с ним деталей. Рабочие колеса турбокомпрессоров подвергаются действию центробежных сил и пульсирующего давления газов. Под действием переменных усилий возникают вибрации диска и лопаток . В наиболее тяжелых. Температура газов перед турбиной при длительной работе достигает 0С, температура корпусных деталей достигает Ю7. С со стороны турбины 1. Одной из причин потери работоспособности ТКР является разрушение турбинных колес изза потери устойчивости работы на некоторых режимах, приводящих к помпажу, при котором возникают резкие периодические колебания давления и расхода воздуха. При помпаже происходит значительное увеличение амплитуды вибрации лопаток и накопление в них усталостных повреждений. Втулка подшипников ТКР воспринимает нагрузку, при вращении вала ротора, как в радиальном, так и в осевом направлениях. Смазка подшипников осуществляется принудительной подачей масла под давлением из системы смазки двигателя. Схема торцового подвода смазки к рабочим поверхностям подшипника ТКР двигателей семейства СМД представлена на рисунке 1. На подшипники ТКР в радиальном направлении действуют вес ротора, сила от давления отработавших газов, переменная по величине и постоянная по направлению, центробежные силы неуравновешенных масс ротора, силы от гироскопического момента, центробежные силы, возникающие вследствие прецессии вала ротора. В работе показано, что при рассмотрении внешних сил, действующих на подшипники, можно учитывать только центробежные силы, так как остальные составляют 2. Силы от неуравновешенных масс ротора зависят в основном от точности его балансировки. Вал ротора в подшипнике вследствие сил, возникающих от дисбаланса, при установившемся режиме работы описывает некоторую замкнутую траекторию, близкой к круговой. Неравенство масс и центробежных сил от неуравновешенности ротора со стороны колес компрессора и турбины приводит к тому, что ротор совершает прецессионное движение, которое определяется динамическими характеристиками системы ротор подшипник опоры. Траектория перемещения конца вала состоит из высокочастотных колебаний, соответствующих частоте вращения вала и низкочастотных, являющихся результатом вибрацийво внутреннем и наружном слое смазочного материала узла подшипников. Осевая нагрузка на втулку подшипников ТКР возникает от пульсирующих давлений газа и воздуха в проточных частях турбины и компрессора. Под действием этих сил ротор совершает колебательное движение вдоль его продольной оси. В пульсирующем потоке газа подшипник нагружается динамической силой с частотой, равной частоте работы цилиндров двигателя. Для уменьшения попадания масла в сжатый воздух и отработавшие газы, а также для предотвращения перетекания отработавших газов в корпус подшипников со стороны турбины и компрессора установлены специальные уплотняющие устройства в виде чугунных пружинящих колец рисунок 1. З и п. При работе турбокомпрессора кольца под действием сил упругости прижаты к поверхности отверстия втулки среднего корпуса и не проворачиваются.