ПЗ ДИПЛОМ (1229877)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

ВВЕДЕНИЕ

Экономика железнодорожного транспорта как наука исследует условия и разрабатывает практические рекомендации, при соблюдении которых обеспечивается полное и качественное (своевременное, надежное) удовлетворение потребностей пользователей в перевозках грузов и пассажиров, а также в услугах подсобно-вспомогательной деятельности, при наиболее экономичном использовании всех ресурсов железнодорожного транспорта и обеспечивающих его вне транспортных отраслей производства.

В связи с возрастающими требованиями по снижению расхода топлива, токсичности отработавших газов и повышению эффективной мощности дизеля возрастает потребность в более точной диагностике и регулировке топливной аппаратуры тепловозных дизелей. Для воспроизводства условия работы топливной аппаратуры на дизеле используются специализированные стенды. Так как конструкции топливной аппаратуры имеют как общие решения, так и значительные отличия, особенно в части электронного управления, то для потребителя важно найти оптимальный баланс между функциональным исполнением стенда, необходимым для регулировки, и денежными затратами на приобретение требуемого оборудования при соответствующем качестве.

Обнаружение большинства неисправностей очень затруднено, в связи с постепенным их возникновением, а также вследствие того, что их влияние на выходные показатели дизеля аналогично влиянию отказов в системах воздухоснабжения и газораспределения. Это является причиной дополнительных работ по разборке, проверке и осмотру узлов и деталей двигателя. Таким образом, применение методов и средств безразборного диагностирования топливной аппаратуры на работающем дизеле является актуальной задачей.

В настоящее время применяется несколько методов контроля технического состояния топливоподающих систем дизелей, различия которых заключаются в выборе групп диагностических параметров и выявлении формы их функциональных связей со структурными. Наиболее общим методом оценки технического состояния дизеля и его топливоподающей аппаратуры является диагностирование по основным показателям работы. К таким показателям относятся мощность, среднее эффективное давление, крутящий момент, расход топлива, КПД. Многие из этих показателей находятся в тесной корреляционной связи с неисправностями, нарушениями регулировок топливной аппаратуры и сопровождающими их процессами. Отклонение показателей от их исходных значений обусловливает необходимость проверки прежде всего системы топливоподачи (топливного насоса высокого давления, форсунок) приводного механизма (кулачковой шайбы).[14]

В условиях эксплуатации дизели значительную часть времени работают на неустановившихся режимах. В связи с этим при анализе работоспособности дизеля и его отдельных узлов оценивают параметры двигателя при переходных процессах, так как испытания на установившихся режимах, по мнению ряда исследователей, не могут обеспечить требуемой информации. Приемлемыми критериями оценки переходных процессов при диагностировании топливной аппаратуры являются: резкое изменение цикловой подачи топлива и продолжительность переходного процесса; площадь под кривой переходного процесса; установившееся значение цикловой подачи топлива на новом равновесном режиме работы. Для такой оценки необходимо иметь закономерности эталонного переходного процесса двигателя, снятого при исправном исходном состоянии топливной аппаратуры, чтобы сравнивать его с переходным процессом, полученным при данном техническом состоянии аппаратуры.

Целью данной дипломной работы является: проектирование устройства диагностики для определения степени износа кулачковых шайб кулачкового вала дизеля Д49; разработка мер техники безопасности при работе на тепловозном дизеле; расчет расходов на проектирование данного устройства диагностики.

1 Способы определения степени износа кулачковых шайб топливного насоса высокого давления (ТНВД)

Непосредственное назначение топливных насосов высокого давления (ТНВД) – подавать топливо через форсунку в цилиндр дизеля. Существует несколько основных требований, предъявляемых к ТНВД: создавать высокое давление (50–150 МПа); регулировать подачу топлива при изменении режима работы дизеля; производить подачу топлива в цилиндр в заданный период времени. Установленные на одном двигателе ТНВД должны иметь одинаковую цикловую подачу. Неравномерность цикловых подач по отдельным цилиндрам допускается не более 5 % на режиме полного хода.

В данном дипломном проекте рассматривается ТНВД с механическим приводом от кулачковой шайбы на тепловозом дизеле Д49. Топливные насосы на дизеле Д49 выполнены отдельно для каждого цилиндра, приводятся в движение от кулачковых шайб, укрепленных на распределительном валу двигателя.

На дизелях типа Д49 установлены односекционные с фланцевым креплением насосы с плунжерами золотникового типа, обеспечивающие регулирование количества топлива одновременным изменением начала и конца подачи. Этот, так называемый, смешанный тип регулирования обеспечивает за счет правильного выбора закона изменения опережения начала подачи топлива наибольшую топливную экономичность дизелей при их работе по тепловозной характеристике. Насосы устанавливают под углом 10°–30° к горизонтальной плоскости распределительного вала в специальные расточки лотка и крепят к нему четырьмя шпильками. Толкатели насосов одноименных цилиндров правого и левого рядов перемещаются одной и той же кулачковой шайбой распределительного вала. Профиль кулачка обеспечивает изменение скорости движения плунжера таким образом, что активный ход плунжера на любом режиме работы происходит при постоянной скорости.[7]

При этом скорость изменяется пропорционально частоте вращения распределительного вала. На все дизели устанавливают одинаковые насосы, отличающиеся различным максимальным выдвижением рейки, ограниченным специальным упором. Топливный насос высокого давления объединен с толкателем, что обеспечивает удобство комплектования при изготовлении и обслуживании насоса в эксплуатации. Нагнетательный клапан насоса без отсасывающего пояска с внутренним конусным уплотнением и расположением пружины внутри клапана, а его упора в корпусе. Такая конструкция клапана в сочетании с торцовым уплотнением по штуцеру, через стальную (с омеднением) прокладку позволяет иметь минимальный объем топлива в штуцере над клапаном. Упор, ограничивающий максимальный разворот венца плунжера, исключает влияние зазора в зубчатом зацеплении венца с рейкой. Рейка закрыта глухим фланцем с одной стороны и гофрированным резиновым колпаком с другой, что обеспечивает ее герметичность, несмотря на наклонное расположение насоса на дизеле. Корпуса толкателя и нагнетательного клапана изготовлены из сталей с азотированием трущихся поверхностей, что повышает их износостойкость и долговечность. Канал подвода топлива выполнен непосредственно в корпусе насоса и соединен с полостью всасывания отсечкой в верхней части. Это вместе с расположением всасывающего окна втулки плунжера в нижней части полости и отсечного окна в верхней части обеспечивает малые гидравлические потери на подводе и хорошую вентиляцию полости всасывания-отсечки. До середины 1974 г. на дизели устанавливали топливные насосы с алюминиевыми корпусами. Корпус насоса выполнен из алюминиевой поковки с двумя отверстиями для крепления насоса во фланце корпуса. В корпусе напротив отсечных окон втулки плунжера ввернуты штуцер под трубку подвода-отвода топлива и пробка с цементированными торцами, исключающими разрушение от струй топлива, вытекающих из втулки при отсечке; плунжерная пара с двумя регулировочными кромками начала подачи и двумя кромками конца подачи топлива. Два окна во втулке расположены напротив друг друга и выполняют функции как всасывающих, так и отсечных окон.

1. Конструкция кулачкового вала

Конструкция кулачкового вала зависит от исполнения насоса (блочное или индивидуальное для каждого цилиндра). Кулачковый вал исполняют цельным или составным. Цельные валы преимущественно выполняют для блочных топливных насосов, а составные – для дизелей с индивидуальными ТНВД. Для уменьшения массы кулачкового вала иногда выполняют осевое сверление, которое можно использовать для подвода масла к шейкам и кулачкам.

Устанавливают кулачковый вал на опорных подшипниках, число которых обусловлено нагруженностью кулачка. При небольших нагрузках между двумя опорами может находиться три и более кулачков.

При установке индивидуальных насосов каждый кулачок находится между двух опор. Если кулачковый вал вставляют в блок насоса с торца, то радиус опорных шеек выполняют больше высоты кулачка и устанавливают неразъемные подшипники. При большой высоте кулачков подшипники имеют разъем. Перед установкой кулачкового вала с разъемными подшипниками в корпус насоса их скрепляют кольцами, а затем фиксируют от осевого и радиального смещений стопорными винтами. Подшипниками могут служить втулки из легкого сплава, бронзовые или латунные вкладыши, внутренние поверхности которых могут быть выполнены из антифрикционных сплавов.

Подшипники качения применяют главным образом в топливных насосах легких дизелей, когда нагрузки на кулачки небольшие и устанавливают на двух опорах. При большой длине вала, расположенного на опорах качения, иногда посредине предусматривают вспомогательный подшипник.[9]

Кулачки выполняют или как одно целое с валом, или съемными в виде кулачковых шайб. Число кулачков зависит от числа секций насоса. Взаимное расположение их на кулачковом валу обусловлено порядком работы секций насоса. Съемные кулачковые шайбы применяют в дизелях средней и большой мощности и устанавливают обычно на распределительном валу. Преимуществом съемных кулачковых шайб является то, что их изготавливают из двух половинок, которые при необходимости можно заменить новыми без демонтажа распределительного вала. Наличие съемных шайб позволяет также измерять угол опережения подачи топлива, поворачивая шайбу относительно вала, перед тем как её закрепить.

Кулачковый вал фиксируют от осевого перемещения упорными подшипниками, воспринимающими усилия от механизма привода. Упорные подшипники можно устанавливать в различных местах вала: около приводной муфты, на средней опорной шейке или на конце вала.

Крепление кулачковых шайб на распределительном валу производится различными способами.

Кулачная шайба двигателя 8ДР43/61 имеет две конические поверхности, через которые специальные шайбы прижимают обе половины к шейке распределительного вала. Крутящий момент передается за счет сил трения между шайбой и валом. Величина его ограничена и во время работы возможны случаи страгивания шайбы с места, что может привести к разрегулировке дизеля и задиру посадочной шейки вала. Кроме того, такой способ крепления кулачковых шайб затрудняет точную их установку.

Следующая конструкция не имеет этих недостатков. На распределительный вал насажена муфта, крутящий момент на которую передается шпонкой. Штифт удерживает муфту от продольного перемещения. На одном из торцов каждой из двух половин кулачной шайбы имеются мелкие радиальные зубцы, такие же зубцы и на муфте. Шайба крепится гайкой, сидящей на резьбовой части муфты. Крутящий момент от муфты к шайбе передается посредством зубцов, в результате чего страгивание кулачной шайбы исключается. Наличие 360 зубцов позволяет производить установку кулачной шайбы с точностью до 1°. Применяются также кулачные шайбы с зубцами, расположенными радиально не на конической, а на плоской торцовой поверхности шайбы.[6]

Рассмотрим конструкцию крепления кулачковой шайбы двигателей Гетаверкен. Нижняя половина шайбы, сидящая на валу на шпонке, соединена с верхней профильной половиной четырьмя болтами с шаровыми опорами. Такая конструкция обеспечивает надежное крепление шайбы и позволяет осуществлять точную её установку при регулировке двигателя.

Конструкция, применяемая фирмой Бурмейстер и Вайн на двигателях 74VTГ160: на распределительном валу на шпонке установлена муфта, имеющая кольцевую проточку с внутренним конусом. Разъемная кулачная шайба имеет наружный конус. Сила трения между конусами муфты и шайбы при креплении последней с помощью восьми болтов обеспечивает передачу крутящего момента.

1.2 Условия работы кулачкового вала и кулачковой шайбы, материалы для их изготовления

Кулачковые валы работают в условиях больших нагрузок. Шейки и кулачки сильно изнашиваются. Материал для кулачковых валов должен обладать достаточной прочностью и хорошей износостойкостью. Для изготовления кулачковых валов служат стали 15, 25, 35 (ГОСТ 1050-74) и другие легированные цементируемые стали, например 15Х (ГОСТ 10702-78), а также углеродистые стали 40 и 45. Для повышения износостойкости опорных шеек и кулачков малоуглеродистые стали подвергают цементации на глубину 0,6–1,5 мм и закалке до твердости HRC 55–65. Для легких дизелей кулачковые валы отливают из отбеливающихся чугунов.

Кулачковые шайбы сильно нагруженных приводов изготовляют из сталей 45, 45Х и других. Для менее нагруженных кулачковых шайб допускается применение стали 15Х. Рабочую поверхность, контактирующую с роликом толкателя, цементируют на глубину 1,5–2 мм и закаляют до твердости HRC 58–62. В некоторых случаях шайбы изготавливают из модифицированного и сверхпрочного чугуна.[2]

Требования к механической обработке кулачкового вала и кулачковой шайбы аналогичны тем, которые предъявляют к деталям привода систем газораспределения дизелей.

Кулачковые валы обычно изготавливают штамповкой. Перед механической обработкой вал проходит нормализацию при определенной температуре и с определенной выдержкой. Профили кулачков обрабатывают с высокой точностью, так как от точности изготовления профиля зависит закон подачи топлива. При разъемных кулачковых шайбах обе половины обрабатывают совместно. Половины шайбы маркируют, и они образуют комплект, в котором замена одной из них не допускается. Биение конических поверхностей шайб, служащих для их крепления, должно быть не более 0,05 мм относительно оси вала, а непараллельность образующей профиля кулачковой шайбы относительно внутренней цилиндрической поверхности не должна превышать 0,02–0,03 мм на ширине шайбы.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов ВКР