Введение к работе
Актуальность При эксплуатации ДВС в коленчатых валах в результате кратковременных перегрузок и динамических нагрузок, неравномерного износа и других причин возникают внутренние напряжения и усталостные повреждения Коленчатые валы утрачивают первоначальные геометрические параметры и физико-механические свойства В них возникают дефекты пространственной геометрии, приводящие к значительному уменьшению ресурса как кривошипно-шатунного механизма, так и двигателя в целом
Известно, что при контроле деталей после восстановления дефекты, связанные с деформацией деталей, полностью не устраняются у 34,4% отремонтированных деталей, кроме того, у 88 % деталей наблюдаются отклонения взаимного расположения рабочих поверхностей
В настоящее время многие отечественные и зарубежные фирмы используют методы непосредственного регулирования подачи топлива в цилиндры двигателей с учетом реального расположения кривошипа коленчатого вала и с учетом существующего отклонения фактического положения поршня от теоретического
Одной из основных причин несоответствия фактического и теоретического положения кривошипа называют заметные угловые деформации (скрученность) коленчатых валов ДВС Дефект характерен для 70-80 % колеіяатьгх валов, поступающих на восстановление, с максимальным значением углового смещения, в 4-6 раз превышающим допустимые параметры
Известно, что превышение в 2 раза допустимого смещения от номинального положения шатунных шеек приводит к росту дисбаланса вала в 1,6-2,2 раза, нарушению рабочего цикла, уменьшению ресурса коленчатого вала до 30%, а также снижению мощности и топливной экономичности двигателя
Наблюдения показывают, что на ремонтно-технических предприятиях при дефектации коленчатых валов угловое положение шатунных шеек не контролируется, так как практически все существующие технические условия на дефектацию не предусматривают контроль этого дефекта Скрученность коленчатого вала выявляется, как правило, только на стадии его шлифования, что приводит к дополнительным корректировкам по базированию и часто к перешлифовке коленчатого вала через один и более ремонтных размеров Это ведет к дополнительным затратам труда, расходу электроэнергии и материальных ресурсов
В связи с этим разработка методов и средств контроля параметра скрученности на различных этапах восстановления коленчатого вала является важной и актуальной задачей современного ремонтного производства
Цель работы Повышение эффективности восстановлеїшя коленчатых валов ДВС на ремонтный размер на основе совершенствования методов контроля дефекта скручивания
Объект исследования Процесс изменения пространственной геометрии коленчатого вала по параметру скрученности
Предмет исследования. Закономерности, связывающие изменение параметра скрученности при измерениях с износом шеек и изгибом коленчатого вала
Научная новизна
получена аналитическая модель для определения действительного значения скрученности с учетом износа шеек и изгиба коленчатого вала,
разработана методика дефектации пространственной геометрии коленчатого вала по параметру скрученности,
выявлены закономерности изменения параметра скрученности коленчатого вала в зависимости от его ресурса,
уточнена аналитическая модель и разработана методика расчета ремонтного размера шатунных шеек с учетом пространственной геометрии коленчатого вала
Практическая значимость:
разработаны устройства для измерения углового положения шатунных шеек при дефектации и угловой ориентации шатунных шеек при шлифовании коленчатых валов Новизна технических решений защищена патентами РФ № 2130168, № 2163002, № 2193960,
разработана и реализована методика дефектации коленчатых валов по параметру скрученности с учетом износа шеек, а также величины и направления прогиба вала,
уточнена методика расчета ремонтного размера шатунных шеек с учетом их пространственного положения,
разработана компьютерная программа на базе персонального компьютера, позволяющая строить поверхности отклика для определения ремонтного размера шатунных шеек в зависимости от скрученности вала и изменения радиуса кривошипа
Реализация результатов работы. Методика дефектации коленчатых валов по параметру скрученности внедрена на ремонтно-технических предприятиях ОАО «Сузунское РТП» и ООО «СХТ» г Болотное Новосибирской области Технология дефектации пространственной геометрии коленчатых валов ДВС внедрена в учебном процессе на кафедре надежности и ремонта машин Новосибирского ГАУ
Апробация работы. Основные положения работы доложены и одобрены на международной научно-практической конференции «Механизация сельскохозяйственного производства в начале XXI века» (г Новосибирск, 2001 г), на международной научно-практической конференции «Механизация и электрификация сельского хозяйства» (г Новосибирск, 2003 г ), на международной научно-практической конференции «Современные и перспективные технологии в АПК Сибири» (г Новосибирск, 2006 г )
Публикации. По результатам исследований опубликованы 4 печатных работы, получено 5 патентов РФ на изобретения
Объем работы Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, библиографии из 105 наименований, в том числе 5 на иностранном языке, приложений Изложена на 147 страницах машинописного текста, включает 13 таблиц, 61 рисунок, 12 приложений
