Разработка технологии плазменного напыления рабочей фаски клапана (1231341)

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

Текст из файла

ДП 190301.65.07.151-ПЗ

1. АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИИ КРЫШКИ ЦИЛИНДРА Д49

1.1 Описание конструкции узла

Цилиндровая крышка дизеля Д49 (рисунок 1.1) — одна из наиболее нагруженных деталей дизеля. Масса крышки равняется 111 кг. На крышку действуют механические и термические напряжения от давления газов, перепадов температур, и монтажных усилий. Большая жесткость крышки в зоне днища, значительный перепад температур в радиальном и осевом направлениях, вызывают в днище большие температурные напряжения, а напряжения от сил давления газов и монтажных усилий относительно невелики. Неравномерная жесткость днища приводит к тому, что деформация сжатия при работе дизеля концентрируется в наиболее податливой части – в межклапанных перемычках.

Рисунок 1.1 – Крышка цилиндра (вид сбоку)

1 - крышка цилиндра; 2 - клапан впускной; 3 - втулка направляющая впускного клапана; 4 - кольцо пружинное седла выпускного клапана; 5 - седло выпускного клапана; 6 - клапан выпускной; 7 - втулка направляющая выпускного клапана; 8 - прокладка уплотнения газового стыка; 10 - кольца уплотнительные; 11 - кольцо резиновое между закрытием и крышкой цилиндра; 12 - тарелка пружины нижняя; 13 - шпилька крепления закрытия крышки цилиндра; 14 - закрытие; 15 - кольцо резиновое между закрытием и крышкой закрытия; 16 - крышка закрытия; 17 - сухарь разрезной; 18 - тарелка пружины верхняя; 19 - кольцо сто­порное; 20 - колпачок клапанный; 21 - болт; 22 - рычаг; 23 - ось рычага; 24 - втулка; 25 - шпилька крепления оси выпускного рычага; 26 - сухарь; 27 - пружина внешняя клапанная; 28 - пружина внутренняя клапанная; 29 - шпилька крепления оси впускно­го рычага; 30 - кольцо резиновое между закрытием и патрубком; 31 - патрубок переходной; 32 - кольцо резиновое между пат­рубком и лотком; 33 - втулка гидротолкателя; 34 - упор; 35 - пружины гидротолкателя; 36 - шарик; 37 - толкатель; 38 - кольцо пружинное втулок гидротолкателей; 39 - форсунка; 40 - кран индикаторный; 41 - шпилька крепления индикаторного крана; 42 - шпилька крепления форсунки; 43 - заглушка конструктивной полости; 44 - пробка водяной полости; А - отверстие для подвода охлаждающей жидкости; Б - отверстие для слива просочившегося мас­ла; В - выпускной канал; Г - отверстие для отвода охлаждающей жидкости; Д - отверстие в рычаге подвода масла к гидротолкателям;

Рисунок 1.1 - Крышка цилиндра (вид сверху и сзади)

В результате процесса релаксации при работе дизеля часть упругой деформации сжатия переходит в пластическую и на «холодной» крышке в межклапанных перемычках появляются напряжения растяжения. Значение этих напряжений зависит от температурного состояния днища, распределения жесткости по его сечению, материала, времени работы крышки и отложения накипи и присадки в полости охлаждения.

Цилиндровая крышка дизелей Д49 отлита из легированного чугуна с глобулярным графитом. Она имеет 2 впускных клапана 2 и 2 выпускных клапана 6. Клапаны сделаны из жаропрочной стали. Выпускные клапаны имеют рабочую фаску с наплавкой кобальтовым стелитом ВЗК. Впускные клапаны имеют фаску с наплавкой для дизелей с цилиндровой мощностью 184 кВт и более. По данным термо-метрирования (рисунок 1.3) на режиме р_е раном 1,2 МПа при температуре газов за цилиндром 510 °С, максимальная температура крышки в зоне между выпускными клапанами равна 315 °С, температура выпускного клапана 2 на её фаске и в центре тарелки 530 °С и 510 °С, а температура всасывающего клапана равна 360 °С и 300 °С соответственно. Этот уровень температур не является отличительным и предельным для данных материалов

Впускные и выпускные клапана держатся в закрытом состоянии двумя пружинами. Пружины опираются на нижнюю тарелку, сверху удерживаются верхней тарелкой, в которой установлены два сухаря. На верхние концы выпускных и впускных клапанов для защиты их от расклепывания надеты колпачки. Для удерживания колпачков в верхних тарелках ставятся стопорные кольца. Тарелки впускных клапанов опираются на днище крышки, а тарелки выпускных опираются в седла, которые удерживаются в днище «головки» пружинными кольцами из жаростойкой стали. Клапана открываются попарно с помощью рычагов через гидротолкатели. Для выпускных клапанов в крышках установлены «плавающие» седла 5 из жаростойкого сплава. Направляющие втулки 3 и 7 клапанов изготовлены из чугуна, в верхней своей части имеют металлокерамические втулки 9, уплотнительные фторопластовые кольца 10 и скребки 18 Острые кромки скребков снижают расход масла через направляющие втулки. Часть эксплуатируемых дизелей типа Д49 имеет направляющие втулки без металлокерамических втулок 9 и фторопластовых колец 10, Повышение износостойкости пары шток клапана – направляющая возможно благодоря оптимальными зазорами в сочленении и хромированием штока. Управление клапанами осуществляется через гидротолкатели, установленные в расточках рычагов

Гидротолкатель обеспечивает работу без зазоров клапанного механизма за счет создания слоя, толщина которого автоматически изменяется при тепловом расширении деталей клапанного механизма. Масло поступает в гидротолкатель по отверстию в штанге, отверстию Б в рычаге и отверстию Г во втулке в полость В гидротолкателя, когда клапан закрыт. При набегании ролика рычага на кулачок распределительного вала давление масла в полости В резко возрастает, шарик 21 препятствует выходу масла и усилие передается на клапан через масляную подушку. После закрытия клапана давление в полости в станет равным давлению в магистрали, пружины 15 раздвинут толкатель 20 и втулку 17, масло из магистрали поступает в полость В через шариковый клапан 21, компенсируя утечки масла через зазоры при открытии клапана 2 или 6. Оси рычагов смазываются маслом, поступающим через отверстия в рычагах. Из крышки цилиндра масло стекает в картер дизеля. Контроль плотности стыка крышки с втулкой цилиндра осуществляется с помощью отверстия А

Особенностью конструкции дизелей типа Д49 - расположение форсунки под углом вне масляной полости крышки, позволяющее обслуживать ее, не снимая крышку кожуха

Индикаторный кран (Рисунок 1.2) – установлен на каждой крышке и используется для, замера давлений газов в цилиндр, проверки работы цилиндра и продувки камер сгорания.

1 – шпиндель; 2 – штуцер; 3,7 – прокладки; 4 – пластина замочная; 5 – колпачок; 6 – корпус крана; А, Б – конусы уплотняющие.

Рисунок 1.2 - Кран индикаторный

1— окна впускных клапанов; 2 — окна выпускных клапанов

Рисунок 1.3 - Температура в различных точках крышки цилиндра

1.2 Контроль состояния крышки цилиндра Д49

Работу крышки цилиндра и всего механизма газораспределения контролируют и обеспечивают в эксплуатации зазоры в гидротолкателях. Эти зазоры устанавливают для компенсации теплового удлинения деталей механизма газораспределения. Разница зазоров (неравномерность открытия клапанов) не должна превышать 0,2 мм. Зазоры при ТР-1, ТР-2 и ТР-3 регулируют изменением длины штанг. Одновременность открытия клапанов обеспечивают подбором колпачков клапанов или шлифовкой торцов колпачков.

Большое внимание при эксплуатации двигателей следует уделять водоподготовке. Применение воды повышенной жёсткости, применение некаче­ственной присадки приводят к отложениям солей и присадок на наиболее нагретых поверхностях днища, резкому повышению температуры меж клапанных перемычек, скорости накопления и уровня остаточных растягивающих напряжений в меж клапанных перемычках. Это может вызывать внеплановые замены крышек цилиндров. Отрицательное влияние отложений на уровень остаточных напряжений в меж клапанных перемычках видно из рисунка 1.4. Для удаления накипи полость охлаждения крышки на каждом ТР-2 и ТР-3 промывают специальным раствором по технологии, изложенной в документации по ремонту [3].

Эта профилактическая операция позволяет поддерживать крышку в работоспособном состоянии.

На ТР-2 и ТР-3 проводят обмеры клапанов и их направляющих осей, втулок, рычагов.

Крышку опрессовывают водой давлением равным 1,3 МПа для выявления трещин в днище, выпускных и всасывающих каналов в крышке. Проверяют так же свободу перемещения и осевой ход седел выпускных клапанов.

1 – с отложениями 0,1мм; 2 – с отложениями 1,6-1,8мм; ǀ - впускной клапан;

ǁ - выпускной клапан

Рисунок 1.4 – Распределение остаточных напряжений по длине перемычки между клапанами крышки цилиндра

Осевой ход восстанавливают заменой седла с ремонтными размерами седла. Но­вое седло притирают к гнезду крышки по опорной поверхности до прилегания не менее 75 % по краске. Фаски клапанов притирают по фаскам седел и гнёзд крышки. Ширина пояска притирки не менее 2,0 мм. Грубые вмятины удаляют шлифовкой фасок клапанов и процековкой фасок седел и гнезд крышек с использованием приспособления. Клапаны бракуют при трещинах и выгораниях на фасках, при толщине тарелки (до начала фаски) менее 2,9 мм, биении стержня и фаски более 0,16 мм. Для восстановления зазора между клапаном и направляющей стержень можно хромировать. Толщина хрома после обработки не более 0,12 мм. После замены направляющей обязательна притирка фаски клапана по фаске седла или гнезда (с процековкой их при необходимости). Проверяют взаимное прилегание конических поверхностей сухарей (двумя непрерывными поясками шириной не менее 3 мм, расположенными по краям су­харей) к соответствующим поверхностям клапанов. Допускается притирка конических поверхностей. После притирки клапанов по их фаскам и сухарям их нельзя менять их местами.

Проверка гидротолкателя на плотность. Для этого втулку гидротолкателя с шариком устанавливают в приспособление, заливают керосином и устанавливают толкатель. На толкатель нажимают усилием 0,1 кН, при этом он должен опуститься на 5 мм за 5—8 с. Проверку проводят трижды и время принимают среднеарифметическое. Просачивание керосина через шариковый клапан не допускается. При неудовлетворительной плотности и просачивании керосина через клапаны гидротолкатели заменяют. Зазор между осью и втулкой рычага восстанавливают заменой деталей либо хромированием оси. При сборке индикаторного крана после осмотра и замены дефектных деталей резьбу шпинделя, и штуцера смазывают сухим графитом. Применение масла не допускается. Ход шпинделя в пределах 3,8 ± 1 мм регулируют прокладкой [3].

1.3 Анализ возможных неисправностей

В эксплуатации наблюдается также протекание воды из-под крышки цилиндра. Происходит это при повреждении резиновых уплотнительных колец, установленных между крышкой и блоком. Иногда вода просачивается через трещины в блоке в месте посадки гильзы цилиндра, а также по резьбе шпилек, ввёрнутых в блок.

Основной причиной замены крышек является появление сквозных термиче­ских трещин по перемычкам между гнёздами выпускных клапанов, а также по перемычкам между гнёздами выпускных и впускных клапанов.

Исследования показывают, что трещины в перемычках возникают по вине накопления высокого уровня остаточных напряжений под действием зна­чительного перепада температуры между краями днища и центральной ее частью. На поясках гнезд выпускных клапанов ниже и выше плавающих се­дел возникает сетка трещин под действием отработанных газов, движущихся с высокой температурой и скоростью по зазорам между телом крышки и седлом выпускного клапана. Разгарная сетка трещин создает концентраторы напряжений, что ускоряет образование сквозных термических трещин. Для предупреждения трещин при эксплуатации дизелей необходимо строго выдерживать их температурный режим и не допускать заправку водяной системы неподготовленной водой

Всероссийским Исследовательским Институтом для снижения трещин предлагается повысить теплопроводность чугуна крышки путем перехода от чугуна с шаровидной формой графита на чугун с пластинчатым графитом, теплопроводность которого больше в два раза (Воронежский ТРЗ). Кроме этого образование разгарной сетки трещин можно снизить заменив плавающие седла на запрессованные или отменить их вообще. В 1994–1998 гг во ВНИИЖТе проведены работы по созданию новой крышки–сварной стальной, ресурс которой должен быть выше серийной [2].

1.4 Объёмы работ, выполняемые на ТО и ТР

1.4.1 Объёмы работ, выполняемые на ТО-3

Люки клапанных коробок открываются, проверяется состояние привода рабочих клапанов и подача смазки через жиклеры. При необходимости регулируются зазоры у рабочих клапанов.

1.4.2 Объёмы работ, выполняемые на ТР-1

Проверки выполняются следующим порядком:

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