Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Повышение безотказности автотракторных двигателей путем снижения деформаций шатунных вкладышей Сахапов Ирек Анасович

Повышение безотказности автотракторных двигателей путем снижения деформаций шатунных вкладышей
<
Повышение безотказности автотракторных двигателей путем снижения деформаций шатунных вкладышей Повышение безотказности автотракторных двигателей путем снижения деформаций шатунных вкладышей Повышение безотказности автотракторных двигателей путем снижения деформаций шатунных вкладышей Повышение безотказности автотракторных двигателей путем снижения деформаций шатунных вкладышей Повышение безотказности автотракторных двигателей путем снижения деформаций шатунных вкладышей
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Сахапов Ирек Анасович. Повышение безотказности автотракторных двигателей путем снижения деформаций шатунных вкладышей : диссертация ... кандидата технических наук : 05.20.03 / Сахапов Ирек Анасович; [Место защиты: Сарат. гос. аграр. ун-т им. Н.И. Вавилова].- Саратов, 2009.- 151 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/2905

Содержание к диссертации

Введение

1. Состояние вопроса по отказам шатунных подшипников и задачи исследования 10

1.1. Отказы двигателей КАМАЗ в эксплуатации 10

1.2. Анализ причин отказов шатунных подшипников 19

1.3. Анализ характерных особенностей проворачивания шатунных вкладышей в эксплуатации и способов их снижения 21

1.4. Выводы и задачи исследования 37

2. Методика расчетно-экспериментального исследования деформации вкладышей 39

2.1. Программа и общая методика исследования 39

2.2 Методика компьютерного моделирования деформации вкладыша 39

2.2.1 Алгоритм решения задач по оценке напряженного состояния и

деформации в процессе работы...-. 41

2.3 Методика стендовых исследований 46

2.3.1 Методика стендовых исследований вкладышей с утолщенной стальной основой 50

2.3.2 Методика стендовых исследований вкладышей с фиксацией в точке симметрии 51

2.3.3 Методика стендовых исследований вкладышей с различным натягом 51

2.3.4 Методика стендовых исследований вкладышей с предохранительной фаской по стыку 52

2.3.5 Методика стендовых исследований вкладышей с предохранительными пазами в стальной основе

2.4. Методика измерения геометрических параметров вкладыша 52

2.5. Эксплуатационные исследования з

3. Аналитические исследования изменения напряженно деформированного состояния шатунных вкладышей 58

3.1. Расчетно-аналитическое исследование изменения напряженно-деформированного состояния шатунного вкладыша при работе 58

3.2. Аналитические предпосылки изменения напряженно деформированного состояния вкладышей с использованием предохранительных элементов 67

3.3. Анализ результатов компьютерного моделирования вкладышей различных вариантов

3.3.1 Вкладыш, как одно целое с постелью 76

3.3.2 Вкладыш с утолщенной стальной основой 77

3.3.3 Фиксация вкладыша в точке максимального прогиба 80

3.3.4 Улучшение условий монтажа вкладыша в шатун 83

3.3.5 Вкладыши с предохранительной фаской по стыку 86

3.3.6 Вкладыши с предохранительными пазами в стальной основе 87

3.4. Выводы 98

4. Анализ результатов экспериментальных исследований

4.1. Изменение напряженно-деформированного состояния шатунных вкладышей на приработочном этапе работы двигателя в процессе испытаний 99

4.2. Анализ результатов стендовых исследований вкладышей различных вариантов 108

4.2.1 Вкладыш с утолщенной стальной основой 108

4.2.2 Фиксация вкладыша в точке максимального прогиба 110

4.2.3 Улучшение условий монтажа вкладыша в шатун 113

4.2.4 Вкладыши с предохранительной фаской по стыку 114

4.2.5 Вкладыши с предохранительными пазами в стальной основе 116

4.3 Реализация рекомендаций исследования на предприятиях и результаты эксплуатационных исследований 122

4.4 Выводы 124

5. Технико-экономическая оценка эффективности результатов исследования 126

5.1 Оценка эффективности использования ресурса двигателей 126

5. 2. Экономическая оценка результатов исследования 127

5.3. Выводы 129

Общие выводы 130

Библиографический список литературы 132

Введение к работе

Актуальность темы. В процессе эксплуатации автомобилей, тракторов, комбайнов и других машин происходит изменение их технического состояния, основными причинами которого являются изнашивание, усталостное разрушение, пластическая деформация, коррозия. Пластическая деформация и разрушение являются следствием конструктивно-технологических недоработок или нарушения правил эксплуатации. Указанные явления вызывают проворачивание шатунных вкладышей, что является одной из основных причин ремонта автомобильных двигателей ЗИЛ, ЯМЗ, ГАЗ, КАМАЗ. До 25% отказов двигателя КАМАЗ-740 вызвано проворачиванием шатунных вкладышей коленчатого вала.

Массовость этого дефекта и многочисленность исследований, посвящённых ему, свидетельствуют о том, что все же недостаточно раскрыта физическая сущность проворачивания вкладышей. Нет четкого обоснования влияния конструктивных, технологических, эксплуатационных факторов на механизм развития отказа: большинство исследователей объясняют этот отказ либо ухудшением смазки шатунного подшипника и схватыванием поверхностей по этой причине, либо абразивным изнашиванием трущихся поверхностей. Поэтому исследование причин деформации и проворачивания шатунных вкладышей двигателя КАМАЗ-740 (8Ч 12/12), безусловно, актуально в настоящее время.

Работа выполнялась в соответствии с НИР и программой по основным научным направлениям ИНЭКА “Разработка рекомендаций по повышению эксплуатационной надежности автомобильной техники на основе многофакторного анализа условий ее эксплуатации, информации об отказах и инженерного анализа”.

Цель исследования: повышение безотказности автотракторных двигателей путем снижения деформаций шатунных вкладышей в процессе эксплуатации.

Объект исследования: шатунные вкладыши двигателя КАМАЗ-740.

Научная новизна:

1. Впервые разработана трехмерная компьютерная модель шатунного вкладыша, позволяющая задавать различные режимы нагружения, соответствующие реальной эксплуатации, а также производить расчеты на прочность.

2. Разработана универсальная схема нагружения шатунных вкладышей, позволяющая рассчитывать значения их деформаций при различных условиях работы.

3. При использовании разработанной трехмерной модели обоснована деформация только стальной основы шатунного вкладыша.

4. Разработаны теоретические предпосылки работы предохранительных элементов для снижения деформаций шатунных вкладышей в эксплуатации.

На защиту выносятся:

1. Методика компьютерного моделирования деформаций шатунных подшипников.

2. Способы обеспечения стабильности геометрических параметров шатунных вкладышей в эксплуатации.

3. Модель работы предохранительных элементов вкладышей.

Практическая ценность. Разработаны и внедрены практические рекомендации по снижению деформаций шатунных вкладышей, позволяющие значительно увеличить ресурс как подшипников коленчатого вала, так и двигателя в целом. Предложено производить предупредительную замену вкладышей на основе их технического состояния, определяемого при диагностировании автомобиля и использовать разработанные способы снижения деформаций.

Применение способов снижения деформаций, в частности прогиба, позволило в эксплуатации увеличить наработку на отказ двигателей КАМАЗ на 42,44% и снизить на 20,8% количество отказов на один автомобиль по провороту шатунных вкладышей (подшипников).

Реализация результатов работы. Предложенные разработки внедрены на ОАО «Завод подшипников скольжения», г. Тамбов, и ОАО «Кузембетьевский РМЗ», Республика Татарстан, и прошли производственную проверку в эксплуатации. Результаты исследований также используются в учебном процессе в ГОУ ВПО «Камская государственная инженерно-экономическая академия», ГОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет».

Апробация результатов работы. Основные научные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-практических конференциях:

1. Красноярский государственный технический университет, Международная научно-техническая конференция «Политранспортные системы - 2007» (Красноярск, 2007);

2. Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, Научно-техническая конференция «Проблемы автомобильно-дорожного комплекса России» (Пенза, 2008);

3. Саратовский государственный технический университет, Научно-техническая конференция (Саратов, 2008);

4. ОАО "Завод подшипников скольжения", Научно-практический семинар (Тамбов, 2008);

5. ОАО "Кузембетьевский ремонтно-механический завод", Научно-практический семинар (Кузембетьево, 2008).

6. Камская государственная инженерно-экономическая академия, заседания кафедры "Сервис транспортных систем" (Набережные Челны, 2007-2008).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, в том числе две статьи в изданиях, указанных в Перечне… ВАК РФ. Общий объем публикаций составляет 4,19 п. л., из которых 1,48 п.л. принадлежат лично соискателю.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованной литературы, включающего 108 наименований, в том числе 4 источника на иностранных языках, и приложений. Работа изложена на 151 странице машинописного текста, содержит 66 рисунков, 18 таблиц.

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

На основании анализа технического состояния двигателей, поступивших в капитальный ремонт [20], установлено, что до 40% из них имеют деформированные (прогнутые) шатунные вкладыши и, как следствие, у многих повреждены коленчатый вал, блок цилиндров, шатун. Кроме того, вследствие данной деформации шатунных вкладышей происходит их проворачивание на двигателях задолго до выработки ресурса его сопряжений.

Имеются конструктивно-технологические резервы снижения интенсивности проворачивания вкладышей, о чём свидетельствует форма кривых распределения наработки двигателей до ремонта (рис. 1.3). Кривые построены по результатам обработки статистических данных по 518 двигателям [47, 72]. Как видно из рис. 1.3 наработка до отказа по признакам износа распределяется по закону, близкому к нормальному, с коэффициентом вариации 0,465, а до отказа двигателя из-за проворачивания шатунных вкладышей - по закону, близкому к экспоненциальному, с коэффициентом вариации 0,776. Как известно, [67, 93] по нормальному закону распределяются постепенные отказы износного характера, а по экспоненциальному закону чаще распределяются внезапные отказы, обусловленные конструктивно-технологическими причинами и нарушением правил эксплуатации.

Кроме того, в процессе эксплуатации и испытаний двигателей обнаружен ряд особенностей проворачивания шатунных вкладышей, позволяющих более определенно говорить причинах отказа.

Наибольшее количество из всех отказавших двигателей имеют провернутые вкладыши в одном шатуне, не связанные с другими отказами (при исправном масляном насосе, незначительных износах коренных и шатунных подшипников, при отсутствии следов попадания абразива в шатунный подшипник). Такие случаи проворачивания шатунных вкладышей условно названы "независимыми" [47, 72]. В результате статистического анализа по 350 двигателям с "независимым" проворачиванием установлена" частость проворачивания вкладышей по номерам цилиндров [96] (рис. 1.6). Чаще всего, (до 100% на каждой шейке) проворачивание наблюдается на шейках цилиндров 6 и 4, а также (около 30%) цилиндров 5 и 3. Поэтому подшипники цилиндров 6 и 4, 5 и 3, будем считать предрасположенными к проворачиванию, по сравнению с остальными подшипниками 1, 2, 7, 8 цилиндров, у которых проворачивание вкладышей встречается в 5% и менее случаев. Это обусловлено тем, что масло, вытекающее из канала подвода в полость центробежного грязеуловителя, динамически воздействует на уровень масла в грязеуловителе в зоне ближнего отверстия, создавая здесь турбулентность и нагоняя "волну" в зону дальнего отверстия. Эти особенности и создают неблагоприятные условия смазки подшипника, ближнего к каналу подвода масла, и более благоприятные для дальнего.

При анализе общей закономерности в частости независимых случаев проворачивания шатунных вкладышей по номерам подшипников не учитывались случаи совместных проворачиваний сразу нескольких подшипников в виду того, что в этом случае невозможно точно установить, на каком из них произошло "независимое" проворачивание. Однако, в этой группе представляет интерес возможность проворачивания одновременно нескольких подшипников из предрасположенных к проворачиванию (6, 4, 5, 3). Исследование коленчатых валов показало, что наряду с задирами на одном подшипнике из группы предрасположенных (6, 4, 5, 3) на оставшихся подшипниках этой группы отмечаются случаи прижогов или натиров. Предполагается, что в момент, предшествующий проворачиванию вкладышей, подшипники из группы предрасположенных (6, 4, 5, 3) находятся в одинаковом состоянии, после чего проворачивание происходит вначале на каком-то одном подшипнике. В исследованиях 56 двигателей им предположительно был вкладыш 6-го цилиндра. Такое состояние подшипников непосредственно перед проворачиванием будем называют "предпроворотным" [47, 72].

Итак, отмечено появление двух событий: 1 - проворачивание вкладышей; 2 - прижоги и натиры на шейках и вкладышах. Их можно рассматривать или, как взаимосвязанные, или как независимые, отдельные события. Установлено, что это взаимосвязанные события: прижоги, натиры предшествуют проворачиванию вкладышей и характеризуют предпроворотное состояние в подшипниках.

В проведенных исследованиях [72] по 56 двигателям получено распределение прижогов и натиров как на шейках коленчатых валов, так и на соответствующих вкладышах по номерам подшипников. Из рисунка 1.6 видно, что на предрасположенных к проворачиванию шатунных подшипниках (6, 4, 5, 3) отмечается максимум случаев прижогов и натиров. Это указывает на явную взаимосвязь прижогов, натиров и проворачиваний.

Аналитические предпосылки изменения напряженно деформированного состояния вкладышей с использованием предохранительных элементов

Исследование деформации шатунных вкладышей при работе двигателя КАМАЗ-740.3.10 проводили на двигателе в стендовых условиях. Подбираются 2 комплекта (32 шт.) вкладышей с разной толщиной (5=2,5 мм и 3,0 мм) и значениями диаметра в свободном состоянии (Dce= 86,0...86,5 мм). Перед сборкой двигателя проводили микрометраж вкладышей. Испытания проводили в соответствии с методикой стендовых испытаний описанной выше.

Исследование деформаций шатунных вкладышей при работе двигателя КАМАЗ-740.3.10 проводили на двигателе в стендовых условиях. Подобрали 1 комплект (16 шт.) вкладышей, четыре из которых с максимально близкими к пределу значениями выступания (tmax=l20 мкм). У этих вкладышей в точке симметрии просверливали отверстия для закрепления вкладыша на крышке шатуна. Вкладыши с отверстием для закрепления устанавливали в цилиндры №4 и №6. Перед сборкой двигателя проводили микрометраж вкладышей. Испытания проводили в соответствии с методикой стендовых испытаний описанной выше.

Исследование деформаций шатунных вкладышей при работе двигателя КАМАЗ-740.3.10 проводили на двигателе в стендовых условиях. Подобрали 1 комплект (16 шт.) вкладышей с разной величиной выступания (=80 мкм и =120 мкм) и значениями диаметра в свободном состоянии (Dce= 86,0...86,5 мм). Восемь вкладышей с величиной выступания =80 мкм устанавливали в цилиндры №3, 4, 5, 6. Перед сборкой двигателя проводили микрометраж вкладышей. Испытания проводили в соответствии с методикой стендовых испытаний описанной выше.

Исследование деформаций шатунных вкладышей с предохранительной фаской было проведено ранее в следующих работах [41, 72].

Исследование деформаций шатунных вкладышей при работе двигателя КАМАЗ-740.3.10 проводили на двигателе в стендовых условиях. Подобрали комплект (16 шт.) вкладышей с величиной выступания близких к верхнему пределу допускаемых значений (=120 мкм) и значениями диаметра в свободном состоянии (Dce= 86,0...86,5 мм). Вкладыши с максимальными значениями выступания и с предохранительными пазами в стальной основе устанавливали в цилиндры №4 и №6. В остальные цилиндры двигателя устанавливали вкладыши с более низкими значениями выступания. Перед сборкой двигателя проводили микрометраж вкладышей. Испытания проводили в соответствии с методикой стендовых испытаний описанной выше.

В процессе эксплуатационных исследований было отмечено изменение формы шатунных вкладышей двигателя КАМАЗ-740: потеря натяга (выступания), прогиб по образующей, снижение диаметра в свободном состоянии, натиры на рабочей поверхности.

Статистические эксплуатационные данные по изменению геометрической формы вкладышей получают по результатам микрометрирования. Диаметр вкладыша в свободном состоянии измеряется микрометром МК-100 ГОСТ 6507-80 (точность 0,01 мм) и затем определяется отклонение от минимального размера по чертежу д (рис. 2.11). Площадь натиров на рабочей поверхности определяется с помощью прозрачного шаблона из оргстекла с нанесенной на нем сеткой 2x2 мм в процентах от общей площади рабочей поверхности вкладыша (рис.2.12). Прогиб вкладыша измеряется индикаторным глубиномером с индикатором МиГ-1 (рис. 2.13). Настройка индикатора на ноль производится по эталону, выполненному в виде цилиндра диаметром 45 мм. При измерении вкладыша глубиномер устанавливается по оси симметрии вкладыша с тыльной стороны и покачиванием в одну и другую сторону определяется крайнее положение стрелки. В крайнем положении стрелка индикатора показывает величину прогиба вкладыша.

В аналитическом исследовании использованы результаты измерений выступания вкладышей, так как выступание определяет натяг вкладышей в собранном состоянии и радиальное давление вкладыша на постель. Контроль величины выступания вкладыша на соответствие требованиям чертежа производится в приспособлении (рис. 2.14) при приложении к стыку нагрузки 6,1 кН.2.

Вкладыш с утолщенной стальной основой

Снижение деформации вкладышей необходимо начинать еще при их изготовлении. Произведенное компьютерное моделирование по приведенной методике с расчетом различных вариантов конструктивных решений вкладышей значительно упрощает задачу по разработке способов стабилизации геометрических параметров, хотя и не полностью решает данную задачу. Проведенный в 1-й главе анализ вариантов снижения деформаций позволяет разработать подход к выбору способа снижения напряженно-деформированного состояния вкладышей.

Обоснование выбора определенного способа возможно на основании рассмотрения результатов компьютерного моделирования для различных вариантов исполнения вкладыша. Здесь необходимо учесть максимальные значения прогиба и шероховатости рабочей поверхности подшипника шатунного вкладыша.

Логика выбора определенного способа следующая: способ обеспечения стабильности геометрии вкладыша будет целесообразен, если величина шероховатости рабочей поверхности не превышает значений установленных конструкторской документацией и величина прогиба при максимальном градиенте температуры по толщине вкладыша не превышает величину радиального зазора между шейкой коленчатого вала и вкладышем шатунного подшипника. Это позволит избежать отказов! двигателя, связанных с преждевременным выходом из строя шатунных вкладышей.

До внедрения в конструкцию двигателя тонкостенных подшипников скольжения шатунных вкладышей, применялся следующий способ снижения коэффициента трения между подвижными деталями кривошипного узла. В верхнюю и нижнюю крышку шатуна при помощи специального приспособления заливался антифрикционный слой. И роль вкладыша выполняла антифрикционная заливка. Это позволяло не задумываться о стабильности геометрических параметров вкладышей, так как при нарушении геометрии не страдал коленчатый вал двигателя, а расплавлялся сам антифрикционный слой и его восстановление не являлось большой трудностью, также не мог появиться и прогиб вкладыша ввиду наличия мощной «стальной основы». Однако этот вариант не обеспечивал требуемой долговечности узла из-за малой твердости антифрикционного слоя. Это особенно не приемлемо для высокофорсированных дизелей КАМАЗ. Кроме того, такой вариант обладает низкой ремонтопригодностью.

В результате наблюдения за двигателями после ремонта было замечено снижение отказов отремонтированных дизельных двигателей в результате выхода из строя шатунных вкладышей. Как известно шатунные вкладыши, применяемые на двигателях КАМАЗ, имеют различную толщину (табл 3.1).

Вкладыши номинальные РО имеют толщину 2,5 мм, ремонтные вкладыши имеют размеры 2,75; 3,0 и т.д., предназначенных для различных категорий ремонта. То есть толщина стальной основы увеличивается, увеличивая тем самым стабильность геометрических параметров вкладыша.

Объясняется это тем, что при одних и тех же величинах выступания и распрямления у различных вкладышей происходит пластическое деформирование поверхностных слоев на одинаковую глубину от рабочей поверхности, а изменение формы вкладыша и появление прогиба по образующей определяется соотношением толщин деформировавшихся слоев и оставшейся в упругой области части толщины вкладыша. Поэтому на более тонких вкладышах влияние деформировавшегося слоя определенной толщины оказывается сильнее, и они становятся менее устойчивыми к деформациям, чем утолщенные. Кроме того, напряжения в ремонтных вкладышах на 10 % ниже из-за увеличения толщины, поэтому, чем толще вкладыш, тем он более устойчив к деформации.

В результате компьютерного моделирования (табл 3.2) при сравнении номинального по толщине вкладыша и ремонтного, с утолщенной стальной основой, получены следующие результаты (рис.3.14, 3.15).

Экономическая оценка результатов исследования

Исследование деформирования шатунных вкладышей при работе двигателя проведено в стендовых условиях. Двигатель проходил 1000 часовые испытания по программе испытаний на безотказность с поддержанием всех параметров работы двигателя в пределах технических условий [41]. На двигатель был установлен контрольный комплект шатунных вкладышей, которые измеряли через первые 50 часов и каждые последующие 200 часов; при этом измеряли распрямление, выступание и прогиб вкладышей. Вкладыши перед испытаниями по исходным параметрам соответствовали техническим условиям на двигатель и были подобраны с разной величиной выступания. При анализе данных, полученных на каждом этапе испытаний, (включая изначальные параметры), определяли расчетным путем напряжение на рабочей поверхности основы вкладыша.

Установлено, что вкладыши изменяют свое напряженное состояние и геометрические параметры, в основном, за первые 200 часов работы двигателя, после чего напряжение (У, выступание t и распрямление д стабилизируются и практически не изменяются; величина установившихся значений выступания t и распрямления д у отдельных вкладышей различна, а уровень установившихся напряжений на рабочей поверхности у всех вкладышей оказался один и тот же около 200 МПа (приложение 4). В табл. приложения 4 использованы следующие обозначения: 0- диаметр вкладыша в свободном состоянии, мм; Ад - снижение распрямления (диаметра в свободном состоянии) мм; t - выступание в контрольном приспособлении, мкм; At - снижение выступания, мм; opaQ- расчетное напряжение от монтажа на рабочей поверхности стальной основы вкладыша, МПа; ашр - расчетное напряжение от монтажа на наружной поверхности вкладыша, МПа.

Изменение напряжения на внутренней поверхности стальной основы верхнего шатунного вкладыша о шестого цилиндра, выступания t и распрямления д в процессе работы дизельного двигателя в зависимости от наработки т: а - выступание; б напряжение; г- распрямление Анализ полученных данных показал, что вкладыш в начальный период работы деформируется до тех пор, пока в рабочем состоянии напряжение по всему поперечному сечению вкладыша не станет ниже предела текучести; следовательно, при известном значении установившегося уровня напряжений на рабочей поверхности CFpa6 =197 МПа и предела текучести на сжатие 07=200 МПа можно определить уровень добавочных напряжений во вкладыше (Tg = 3 МПа. Следовательно, величина деформации вкладыша при работе определяется уровнем исходных напряжений GQ В стальной основе. Из данных табл. приложения 4 видно: чем больше диаметр в свободном состоянии, выступание и, следовательно, напряжение у вкладышей перед испытаниями, тем большей оказывается деформация: Самую большую величину деформации в процессе испытаний получили вкладыши шестого цилиндра (рис. 4.1), которые имели самые большие исходные напряжения -после наработки 200 часов нижний вкладыш получил незначительные деформации, а на верхнем вкладыше обнаружен характерный натир в средней части вследствие полученного первичного прогиба, что подтверждает аналитические предпосылки о развитии процесса проворачивания вкладышей (рис. 4.2).

По результатам испытаний вкладышей получена зависимость (4.1), показывающая, на какую величину за каждый этап снизятся выступание t и распрямление д в зависимости от исходного напряженного состояния вкладышей в начале каждого этапа. Из графика следует, что при увеличении исходных монтажных напряжений более CJ0 200 МПа выступание и распрямление снижается на большую величину; при исходных монтажных напряжениях менее У0 200 МПа деформация практически отсутствует.

Отсюда следует, что для обеспечения стабильности формы вкладышей двигателя в процессе длительной работы величины выступания и распрямления надо выбирать таким образом, чтобы исходные напряжения от монтажа в поперечном сечении стальной основы не превышали =200мПа, что является предпосылкой для практических рекомендаций по оптимизации параметров вкладышей.

При проведении экспериментальных исследований уточнена зависимость изменения выступания и напряжения стальной основы шатунного вклдыша от наработки. Изменение параметров t и о в процессе испытаний можно описать следующей формулой: у = 0,93- г"0 249 (4.1) где 0,93 - аппроксимирующий коэффициент; т - наработка в часах; Уровень достоверности полученной зависимости R =0,93. Полученная зависимость учитывает влияние исходных геометрических параметров вкладыша и напряжений стальной основы на интенсивность изменения t и о в процессе испытаний.

Для определения параметров зависимости снижения выступания в приработочный период от наработки подобран комплект (16 шт.) вкладышей с величиной выступания по верхнему пределу допускаемых значений t - 120 мкм и одинаковыми значениями диаметра в свободном состоянии Dce= 85, 7...85, 8 мм. Проведены 200-часовые испытания, этих вкладышей на двигателе в лабораторных условиях с остановками через каждые 50 часов для измерения выступания. По полученным экспериментальным значениям определены параметры зависимости, приведенной нарис. 4.3, ; = 120-38(1-бГ 014т) (4.2) Высокое значение коэффициента корреляции (г = 0,920) свидетельствует о высокой тесноте связи средних экспериментальных значений и аналитической зависимости в приработочный период.

Через 100 часов на вкладышах 6 цилиндра образовался первичный прогиб, о чем свидетельствовали натиры на верхнем и нижнем вкладыше, величина прогиба соответственно 16 и 14 мкм. Эти данные подтверждают приведенный механизм развития проворачивания на первом этапе (рис. 2.5).

Похожие диссертации на Повышение безотказности автотракторных двигателей путем снижения деформаций шатунных вкладышей