Введение к работе
Актуальность темы. Для снижения затрат при эксплуатации тепловых двигателей необходимо организовывать повторное использование изношенных деталей, и в первую очередь - базовых. К таким деталям следует отнести изношенный коленчатый вал, который часто составляет почти половину стоимости двигателя.
Задача восстановления коленчатых валов является исключительно сложной и до настоящего времени окончательно не решена. Предлагается большой выбор способов нанесения металлических покрытий: наплавкой, напылением, электроконтактной приваркой стальной ленты, гальванических покрытий и т.п., однако, все перечисленные способы отвергаются эксплуатационниками, поскольку все они отличаются низкой надёжностью, большими энергозатратами и снижением усталостной прочности вала.
В работе предложен способ восстановления шеек коленчатых валов, в котором для компенсации износов шеек применена механизированная приварка разрезной ремонтной втулки (РВ), надёжно фиксирующая её на восстанавливаемой шейке.
Для реализации этого способа выполнены исследования, обеспечивающие минимальные удельные энергозатраты, высокое качество сварных швов, необходимую твёрдость и износостойкость восстановленной поверхности шейки коленчатого вала.
Цель исследования: совершенствование технологии приварки разрезной ремонтной втулки (технологии ПРВ) на восстанавливаемые шейки коленчатых валов тепловых двигателей.
Объект исследования: коленчатый вал двигателя внутреннего сгорания 6ЧН 18x22 с приваренными ремонтными втулками (РВ) на восстанавливаемые коренные и шатунные шейки.
Предмет исследования: технологический процесс приварки РВ на восстанавливаемые шейки коленчатого вала.
Научную новизну представляет: - упрощённый метод определения толщины РВ;
- методика расчёта натяга в сопряжении шейка - ремонтная втулка;-
методика расчёта скорости охлаждения стыкового и кольцевых сварных
швов;
- методика прогнозирования структурных зон в сварных швах, фиксирующих
ремонтную втулку на шейке вала и в зонах термического влияния;
- термические циклы при формировании стыкового шва различными
сварочными проволоками;
- математическая модель процесса приварки ремонтной втулки;
- физико-механические параметры сварных швов и зон термического
влияния.
Практическая значимость: - технологический процесс приварки ремонтной втулки с использованием сварочного полуавтомата с плавящимся электродом в среде защитного газа;
- технологическая оснастка для приварки РВ на токарном станке;
- сравнительный анализ различных способов восстановления коленчатых
валов по энергозатратам.
На защиту выносятся следующие основные положения и основные результаты исследования: - при локальной приварке ремонтной втулки глубина проплавлення сварного шва в тело шейки, должна быть минимальна при обеспечении необходимой прочности сцепления ремонтной втулки с шейкой вала;
технологический процесс механизированной приварки РВ к восстанавливаемым шейкам коленчатого вала;
- упрощенный метод определения толщины РВ;
- методика расчета натяга в восстанавливаемом сопряжении шейка-
ремонтная втулка;
результаты прогнозирования макро- и микроструктур в сварных швах и в зонах термического влияния
физико-механические параметры приваренной РВ на восстанавливаемые шейки коленчатого вала механизированной сваркой в среде СОг.
Диссертационная работа выполнена на кафедре технологии конструкционных материалов ФГОУ ВПО «Санкт-Петербургского государственного аграрного университета».
Реализация результатов работы:
результаты исследований по совершенствованию технологии приварки разрезной ремонтной втулки приняты для использования НИЛ кафедры ТКМ СПбГАУ на специализированном участке по восстановлению шеек коленчатых валов тепловых двигателей;
результаты исследований переданы для внедрения фирме ООО "Гефест", которая на разработанную технологию ПРВ получила свидетельство Российского речного регистра, разрешающее её внедрение при восстановлении коленчатых валов судовых двигателей.
Публикации. По результатам исследования опубликованы 3 статьи.
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, общих выводов, списка использованной литературы из 61 наименования и приложений. Объём работы составляет 140 страниц машинописного текста, включая 62 рисунка и 14 таблиц.
Похожие диссертации на Совершенствование технологии приварки разрезной ремонтной втулки на восстанавливаемые шейки коленчатых валов тепловых двигателей
