Повышение безотказности автотракторных двигателей путем снижения деформаций шатунных вкладышей

• Автор: Сахапов, Ирек Анасович
• Шифр специальности: 05.20.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 151 с. : ил.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПО ОТКАЗАМ ШАТУННЫХ ПОДШИПНИКОВ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Отказы двигателей КАМАЗ в эксплуатации

1.2. Анализ причин отказов шатунных подшипников

1.3. Анализ характерных особенностей проворачивания шатунных вкладышей в эксплуатации и способов их снижения

1.4. Выводы и задачи исследования

2. МЕТОДИКА РАСЧЕТНОЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ДЕФОРМАЦИИ ВКЛАДЫШЕЙ.

2.1. Программа и общая методика исследования.

2.2 Методика компьютерного моделирования деформации вкладыша

2.2.1 Алгоритм решения задач по оценке напряженного состояния и деформации в процессе работы

2.3 Методика стендовых исследований

2.3.1 Методика стендовых исследований вкладышей с утолщенной стальной основой.

2.3.2 Методика стендовых исследований вкладышей с фиксацией в точке симметрии
2.3.3 Методика стендовых исследований вкладышей с различным натягом
2.3.4 Методика стендовых исследований вкладышей с предохранительной фаской по стыку
2.3.5 Методика стендовых исследований вкладышей с предохранительными пазами в стальной основе
2.4. Методика измерения геометрических параметров вкладыша.
2.5. Эксплуатационные исследования.
3. АНАЛИТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ИЗМЕНЕНИЯ НАПРЯЖЕННОДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ШАТУННЫХ ВКЛАДЫШЕЙ
3.1. Расчетноаналитическое исследование изменения напряженнодеформированного состояния шатунного вкладыша при работе
3.2. Аналитические предпосылки изменения напряженно деформированного состояния вкладышей с использованием предохранительных элементов.
3.3. Анализ результатов компьютерного моделирования вкладышей различных вариантов.
3.3.1 Вкладыш, как одно целое с постелью.
3.3.2 Вкладыш с утолщенной стальной основой
3.3.3 Фиксация вкладыша в точке максимального прогиба
3.3.4 Улучшение условий монтажа вкладыша в шатун.
3.3.5 Вкладыши с предохранительной фаской по стыку.
3.3.6 Вкладыши с предохранительными пазами в стальной основе.
3.4. Выводы
4. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1. Изменение напряженнодеформированного состояния шатунных
вкладышей на приработочном этапе работы двигателя в процессе
испытаний.
4.2. Анализ результатов стендовых исследований вкладышей различных вариантов.
4.2.1 Вкладыш с утолщенной стальной основой.
4.2.2 Фиксация вкладыша в точке максимального прогиба.
4.2.3 Улучшение условий монтажа вкладыша в шатун
4.2.4 Вкладыши с предохранительной фаской по стыку
4.2.5 Вкладыши с предохранительными пазами в стальной основе
4.3 Реализация рекомендаций исследования на предприятиях и результаты эксплуатационных исследований
4.4 Выводы
5. ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
5.1 Оценка эффективности использования ресурса двигателей.
5. 2. Экономическая оценка результатов исследования.
5.3. Выводы.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ


По теме диссертации опубликовано печатных работ, в том числе две статьи в изданиях, указанных в Перечне. ВАК. Общий объем публикаций составляет 4, и. Структура и объм работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, общих выводов, списка использованной литературы, включающего 8 наименований, в том числе 4 источника на иностранных языках, и приложений. Работа изложена на 1 страницах машинописного текста, содержит рисунков, таблиц. Ф.Н. Авдонькин, Д. Н.Гаркунов, М. С.Денисов, В. И.Казарцев, Е. С.Кузнецов, В. С.Лукинский, В. М.Михлин, И. А.Мишин, А. В.Николаенко, Г. И.Суранов, А. М.Шейнин, М. А.Шадричев и другие авторы. Имеются работы, в которых изучались отказы автомобилей КАМАЗ, причины их появления в эксплуатации и способы их снижения 3, 8, 9, , , , , , , , , , 0. Общие пути повышения надежности машин от их создания до списания описаны в литературе 7, , , , , , , , ,,,,,,. Проведенный на кафедре Автомобили и автомобильное хозяйство Саратовского государственного технического университета анализ надежности автомобилей КАМАЗ частично совместно с заводом КАМАЗ, начиная с года с момента поступления их в эксплуатацию, показал, что по большинству элементов автомобиля параметр потока отказов в процессе эксплуатации возрастает рис. Анализ отказов элементов автомобиля, устранение которых производят с заменой деталей и узлов, представлен в табл. Из приведенных в работе данных следует, что на элементы автомобиля, параметр потока отказов, которых в процессе эксплуатации возрастает, приходится отказов, трудоемкости устранения отказов, простоев при текущем ремонте, затрат на запасные части. Таблица 1. Наименование отказов и замен Частота повторения, Средняя наработка, тыс. Замена форсунок 0,
Рисунок 1. На двигателях внутреннего сгорания ДВС, в том числе и на быстроходных дизельных, широкое распространение в качестве коренных и шатунных подшипников коленчатого вала получили тонкостенные многослойные вкладыши. С целью установления достоверной информации по отказам в работах ,, были проанализированы двигателя, проходившие ремонт как в отделе гарантийного ремонта заводаизготовителя, так и в зональных автоцентрах КАМАЗа. Все отказы рассматривались по оформленным актам рекламациям, в которых представлена краткая характеристика эксплуатации двигателя, описание условий возникновения и характер дефекта, а также результаты частичной разборки. По результатам технической экспертизы проводилась статистическая обработка. Все двигатели подразделяли на группы. Критерием принадлежности к группе являлся дефект, приводящий к отказу двигателя. Устанавливали также связь дефекта с пробегом автомобиля рис. В результате проведенных исследований классифицировано дефекта. Установлено, что наиболее часто встречается дефектов табл. Таблица 1. На рис. Видно, что основное количество отказов происходит при эксплуатации до тыс. В работе отмечается, что наиболее характерным отказом шатунных вкладышей является их проворачивание. Этот отказ внешне проявляется в том, что фиксирующий выступ вкладышей срезается, вкладыши увлекаются шейкой, повреждают постель интенсивно увеличиваются зазоры в сопряжении шейкавкладышпостель, происходит ударная передача нагрузки слышатся стуки при работе двигателя резко повышается температура шейки и шатуна, масло на них быстро испаряется, стремительно возрастает расход картерных газов через сапун. В ряде случаев проворачивание вкладышей приводит к обрыву шатунных болтов или самого шатуна, что является самым тяжелым последствием этого отказа пробивается блок цилиндров, повреждается коленчатый вал и другие детали. Перегрев шейки коленчатого вала при проворачивании вкладышей приводит к значительным тепловым напряжениям и деформациям, в результате которых на шейках образуются трещины, ось коленчатого вала изгибается, и иногда происходит его поломка. Изза значительных деформаций коленчатого вала, шатунов или их поломки может заклинить двигатель, срезать болты крепления маховика или повредить посадочные поверхности маховика и коленчатого вала. Было рассмотрено изменение количества отказов по годам поступления двигателей в ремонт.