Введение к работе
Актуальность проблемы. Двигатели (ДВС) выпускают около 200 фирм олее чем в 30 странах мира. Только сельскохозяйственного назначения в гранах СНГ эксплуатируется свыше 5 млн. ДВС, большинство которых, яв-яются отремонтированными. В новых и отремонтированных автотрактор-ых ДВС преобладают отказы базовых деталей аварийного и прочностного арактеров. Велики средние расходы базовых деталей в запасные части: локов цилиндров 8-17 , головок цилиндров 12-19 и коленчатых валов 19-4 %. Основной причиной повышенной выбраковки базовых деталей явля-гся отсутствие технологий на устранение разрушений в их слабых элемен-IX. Многие существующие технологии их ремонта устарели.
Наличие многочисленных слабых мест в базовых деталях свидетельствует о несовершенстве или отсутствии методов их расчета на прочность и есткость. Недостаточно исследованы ремонтопригодность, причины разбиений, прочность и жесткость слабых элементов базовых деталей ДВС. е разработана приемлемая для практических расчетов методика оценки їхнико-зкономической эффективности восстановления деталей машин. Не ґавилась проблема резкого сокращения расходов базовых деталей в запас-ле части, и r перспективе, полного их исключения из номенклатуры поста-ж в виде запасных частей. Проблема повышения долговечности базовых :талей тракторных ДВС путем разработки отсутствующих ресурсосбере-.ющих и совершенствования существующих прогрессивных технологий :монта требует исследования и технического решения с целью резкого со->ащения их потребления в качестве запасных частей.
Цель работы - повышение долговечности базовых деталей тракторных ВС путем разработки ресурсосберегающих научно-обоснованных техно-)гий ремонта, обеспечивающих снижение расходов в запасные части бло-ів и головок цилиндров в 2-Ю и коленчатых валов в 1,5-2 раза.
Научная новизна диссертации заключается в комплексном решении юблемы повышения долговечности базовых деталей тракторных ДВС пу-м теоретического и экспериментального обоснования и разработки новых сурсосберегающих технологий ремонта, в результате чего:
- предложена методика количественной оценки ремонтопригодности
зовых деталей двигателей;
предложена методика количественной оценки технико-экономи-ской эффективности восстановления базовых деталей;
определен метод оптимизации ресурсов (сроков службы) деталей шин;
предложена методика расчета на прочность крышек коренных под-
шипников;
- предложена методика расчета усилий запрессовки и вьшрессові
крышек коренных подшипников;
- определен метод расчета параметров весомости слабых элементов б
зовых деталей;
предложен метод прогнозирования прочности отремонтированнъ заваркой стенок слабых элементов базовых деталей;
экспериментально обоснованы новые: формы и геометрии раздело режимы и технологии заварки слабых стенок без разделки поперечныи одиночными и сплошными валиками и продольными широкими швами, к; обеспечивающими достаточные прочность и герметичность отрсмонтир ванных стенок;
разработаны новые ресурсосберегающие и усовершенствованы пр> грессивные технологии ремонта слабых элементов базовых деталей.
Основные результаты, представляемые на защиту:
1. Методологические основы разработки научно-обоснованнь
технологий ремонта базовых деталей, включающие:
а) методики оценки ремонтопригодности и технико-экономическс
эффективности восстановления деталей, учитывающие капитальные и тек;
щие затраты, программу восстановления, возможные эксплуатационные з
траты, кратность межремонтных сроков службы деталей и ДВС, позволял
щие оптимизировать ресурсы деталей машин;
б) методы расчета на прочность и усилий запрессовки и выпрессов*
крышек коренных подшипников;
в) методология установления характера, причин и закономерностей
разрушениях, параметров весомости и распространенных отказов слабь
элементов базовых деталей.
2. Ресурсосберегающие технологии ремонта: коренных опор и нижній
головок шатунов обработкой под ремонтные размеры, нижних посадочнь
мест под гильзы кольцеванием, водяных рубашек блоков и головок цилин;
ров с протяженными трещинами, поперечных перегородок; устранения трі
щин, выходящих на обработанные привалочные поверхности; коленчаты
валов с дефектными противовесами.
3. Усовершенствованные ресурсосберегающие технологии ремонт;
верхних перемычек между цилиндрами, стенок водяных рубашек с коро'
кими трещинами; коренных опор и нижних головок шатунов расточкой с
смещением осей; центральных масляных каналов; доиспользования ресурс
гильз и поршней, правки коленчатых валов чеканкой галтелей, перемыче
между отверстиями под форсунки и клапанными гнездами, буртов голове
под крышки, беспритирочная технология ремонта клапанных гнезд, кореї
ых опор с аварийными изиосами; герметизация сварных швов пайкой, ко-снчатых валов с трещинами и задирами шеек и др.
Разработанные ресурсосберегающие новые и усовершенствованные схнологии ремонта слабых элементов базовых деталей ДВС, выносимые на іщиту, в совокупности представляют новое научное направление, решение оторой позволит резко сократить их расход в запасные части и, в перспек-иве, исключить поставку базовых деталей ДВС в запасные части. Научные езультаты и выводы диссертации освещены в монографии "Справочник по емонту базовых деталей двигателей".
Практическая ценность и реализация результатов исследований. Раз-аботанные ресурсосберегающие индустриальные технологии ремонта ко-енных опор и нижних головок шатунов обработкой под ремонтные разме-ы внедрены по ДВС: ЯМЗ-238НБ, ЯМЗ-238, ЯМЗ-236, КамАЗ-740, ЯМЗ-423, ЗМЗ-53, СМД-14НГ, СМД-18Н, А-41, А-01 и др. Тамбовский завод эдшипников скольжения по нашим и ГОСНИТИ рекомендациям с 1973 го-а - для коренных опор двигателей СМД-І4, Д-50, с 1978 года - для корен-ых опор двигателей ЯМЗ-238НБ, ЯМЗ-238, ЯМЗ-236, с 1987 года - для ижних головок шатунов наладил серийный выпуск вкладышей, увеличен-ых по наружным диаметрам.
Результаты исследований послужили основой увеличения жесткости эренных опор V-образных ДВС ЯМЗ-238НБ. Ярославский моторный, Кам-сий и Харьковский "Серп и молот" заводы производят серийный выпуск їигателей ЯМЗ-238НБ, ЯМЗ-238, ЯМЗ-236, КамАЗ-740, СМД-62, СМД-64 др. с 1974 года с увеличенной жесткостью коренных опор, путем установ-і в них поперечных стяжных болтов.
Разработаны ресурсосберегающие технологии ремонта водяных руба-ек блоков и головок цилиндров, устранения трещин, выходящих на обра-)таниые привалочные плоскости. Внедрение разработанной технологии за-ірки трещин в стенках водяных рубашек ДВС СМД-14НГ, СМД-18Н и др. )зволило Выгоничской мастерской снизить их расход с 10 до 4 %. Заварка іещин на блоках Д-240, Д-241, Д-242 и др. выходящих на привалочные юскости, позволила Почепской мастерской сократить их расход в запасне части на 5-6 %. Разработанные технологии ремонта нижних посадоч-лх мест под гильзы в блоках цилиндров и коленчатых валов ЯМЗ-238НБ, V13-238 и ЯМЗ-236 с ослабленными противовесами, а также, пайки сварах швов используются на Атбасарском РМЗ с 1972 года по настоящее вре-і. Технология ремонта нижних посадочных мест путем установки колец щучила повсеместное внедрение по V-образным и рядным автотрактор-,ім ДВС: ЯМЗ, КамАЗ, ЗИЛ, ЗМЗ, СМД, Алтайского и Минского моторных водов.
Усовершенствованная технология ремонта коренных опор в масштаб страны начиная с середины 70-х годов, исключила выбраковку блоков ці линдров автотракторных ДВС из-за разрушений крышек коренных подшиї ников. Усовершенствованные технологии доиспользования ресурса гильз поршней и правки коленчатых валов чеканкой галтелей внедрены на ря; предприятий Брянской области и других. Результаты исследований испол зованы при разработке технических требований на капитальный и текущі ремонты ДВС ЯМЗ-238НБ, ЯМЗ-240Б, ЯМЗ-8423 и др. и технологий восст новления деталей по которым ремонтные заводы и специализированнь мастерские страны в течение 10-лет (с 1974 по 1984 года) выполняли каш тальные и текущие ремонты ДВС ЯМЗ-238НБ и ЯМЗ-240Б. Реальный год вой экономический эффект от внедрения новых и усовершенствованнь технологий ремонта базовых деталей ДВС составляет 1,1 млн. руб.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертациоі ной работы доложены, обсуждены и одобрены: на объединенном заседаш кафедр инженерного факультета Брянской ГСХА, Алма-Атинского и Белі русского институтов механизации сельского хозяйства, Минск, 1975, 198 1998; на Ученом совете ГОСНИТИ, Москва, 1998; на Ученых советах Ц линного филиала ГОСНИТИ, 1976, 1977, 1980; на технических Советах ЭР и ОГК Ярославского моторного завода, 1972, 1973; на технических Совет; Атбасарского и Комсомольского РМЗ, Брянскагропромсервиса, Выгони' ской и Почепской и др. специализированных на ремонте ДВС мастерски 1972-1994; в головной лаборатории ремонта двигателей ГОСНИТИ, Москв 1973; на научных конференциях по проблемам АПК Брянской облает Брянск, 1982, 1983; на кафедре технологии конструкционных материалов ремонта машин Брянской ГСХА, 1995, 1996.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 79 работ, в том чиа три книги, пять брошюр, альбом технологических карт на восстановлен! деталей двигателей ЯМЗ-238НБ, четыре - технические требования на каш тальный и текущий ремонты двигателей Ярославского моторного завод статьи, общим объемом 214 п.л. (99 п.л. написано автором), 53 работы і том числе монография по проблеме) объемом 57 н.л. без соавторов. По тел диссертации автором или с его участием составлено и выдано Госкомсел: хозтехнике СССР, Ярославскому моторному, Ленинградскому Кировском Атбасарскому ремонтно-механическому заводам, Выгоничской и Почепскс ремонтным мастерским 38 научно-тематических отчетов объемом 73 n.J одобренных руководствами предприятий. Девять научных отчетов депоні рованы во ВНТИЦ. Результаты исследований внедрены в учебный процес БГСХА при изучении дисциплины "Надежность и ремонт машин".
Структура и объем диссертации. Диссертация включает введение, 1
глав, основные выводы и рекомендации, список использованной литературы и приложения (том II), включающих документы о практической реализации и внедрении результатов исследований. Работа изложена на 461 страницах машинописного текста, в том числе 399 страниц - регламентированный текст, 169 рисунков, 20 таблиц, список литературы 271 наименований, в том числе 19-наиностранном языке. Приложения приведены на 140 страницах.
