Совершенствование организации и текущего ремонта в КСУП «Совхоз «Коммунист» Ельского района с разработкой стенда для фиксации и разборки двигателя Д–260

Дипломный проект


Расчетно-пояснительная записка: 97 с., 5 рисунков, 38 таблиц, 13 источников, графическая часть 9 листов формата А1.

Цель проекта – обеспечение технической готовности машинно-тракторного парка в СПК района путем введения рабочей единицы и модернизации оборудования. Установлено, что повысить коэффициент готовности техники без реконструкции участка ремонта и испытания двигателей невозможно из-за недостаточного технического оснащения на нем.
Определено количество технических обслуживаний и ремонтов МТП, которые необходимо провести в течение 2016 года в хозяйстве. На основании этого составлен годовой план-график технического обслуживания и ремонта.
Проведено распределение работ по техническому обслуживанию между мастером наладчиком и трактористом и определено потребное количество мастеров на участке ТО и диагностики, исходя из затрат труда на их проведение.
Проведён подбор необходимого для участка оборудования и оснастки. На основании этого подбора разработана планировка участка и расставлено производственное оборудование. Разработана технологическая карта разборки, ремонта, сборки двигателя Д - 260, позволяющая в полном объёме и качественно проводить ремонты двигателей.
Предложен к разработке стенд для фиксации и ремонта двигателя Д – 260. Проведены прочностные расчеты некоторых деталей. Проведены экономические расчеты эффективности использования данного приспособления.
Разработаны мероприятия по улучшению состояния охраны труда в хозяйстве и снижению загрязнения природной среды.


СОДЕРЖАНИЕ

 Введение......
1. Аналитическая часть.
1.1 Общая характеристика хозяйства
1.2 Характеристика растениеводства
1.3 Характеристика животноводства ...
1.4 Показатели технической оснащенности хозяйства и уровня механизации работ
1.5 Ремонтно-обслуживающая база ...
1.5.1 Инженерно-техническая служба
1.5.2 Кадры механизаторов
1.6 Порядок выдачи путевых листов и оплаты труда рабочим ...
1.7 Описание механизации животноводческой фермы......
2 Расчет годовой загрузки мастерской...
2.1 Расчет годовой загрузки мастерской
2.2 Расчет трудоёмкости работ
2.3 Распределение трудоёмкости работ между звеньями ремонтно-обслуживающей базы
2.4 Распределение работ по технологическим видам
2.5 Планирование загрузки ЦРМ
2.6 Расчёт годовых фондов времени рабочих, рабочих мест и оборудования......
2.7 Расчёт числа рабочих...
3 Реконструкция отделения...
3.1 Обоснование реконструкции участка по ремонту и испытанию двигателей
3.2 Подбор оборудования участка .....
3.3 Расчёт производственной площади ...
3.4 Планировочное решение участка
3.5 Расчёт освещения
3.6 Расчёт вентиляции
3.7 Расчёт отопления
4 Технологическая часть. Проектирование технологического процесса текущего ремонта и испытания двигателя ...
5 Конструкторская разработка......
5.1 Анализ прототипов
5.2 Актуальность разработки......
5.3 Технические расчёты разработки
5.4 Расчет редуктора
5.4.1 Основные размеры червяка
5.4.2 Основные размеры венца червячного колеса ...
5.5 Предварительный расчет валов редуктора и конструирование червяка и червячного колеса.
5.6 Проверка долговечности подшипников
5.7 Проверка прочности шпоночных соединений
6 Экономическая часть...
6.1 Технико-экономические показатели участка......
6.2 Экономическая эффективность внедрения приспособления...
7 Энергосбережение............
7.1 Общие сведения......
7.2 Энергосбережение при эксплуатации машинно-тракторного парка...
7.2.1 Транспортировка, хранение топлива и заправка машин...
7.2.2  Энергосбережение путем совершенствования технической эксплуатации машинно-тракторного парка...
7.3 Анализ состояния энергосбережения в хозяйстве......
7.4 Мероприятия по энергосбережению......
7.5 Расчет освещения ремонтного цеха...
8 Охрана труда
8.1 Анализ состояния охраны труда на КСУП «Совхоз «Коммунист».....
8.2 Правило безопасности при организации и технологии ремонта двигателей......
8.3 Производственная санитария на участке...
8.4 Санитарно-гегиенический расчёт освещения..............................
8.5 Оценка пожарной безопасности функционирующих объектов на КСУП «Совхоз «Коммунист»...
8.6 Расчёт категории опасности объекта......
8.7 Инженерная защита—рекомендации...
 Заключение...
 Список используемой литературы......



4 Технологическая часть. Проектирование технологического процесса текущего ремонта и испытания двигателя

При текущем ремонте двигателя поршни чаще всего заменяют из-за сильного износа канавки верхнего компрессионного кольца. Для замены изношенных поршней завод поставляет комплекты поршней номинального и нескольких ремонтных размеров. Причем поршни ремонтных размеров отличаются от номинального размера увеличенным наружным диаметром юбки.
Поршни по гильзам подбираются в соответствии с размерными группами. По техническим условиям сборки между гильзой и поршнем должен быть определенный зазор. Для определения номинального зазора в сопряжении гильза — поршень используют ленту-щуп, которую вставляют между гильзой и поршнем в плоскости, перпендикулярной оси пальца. Причем сначала опускают в гильзу на глубину не менее чем длина юбки поршня ленту-щуп, после чего опускают поршень головкой вниз так, чтобы нижний край юбки поршня совпал с торцом гильзы.
Поршни подбирают индивидуально для каждого цилиндра. Тол-щина щупа и усилия, необходимые для его протягивания, указаны в таблице 4.1.

Таблица 4.1 - Данные для подбора поршней

Марка двигателя Толщина ленты-щупа,
мм Усилие протягивания ленты-щупа, Н(кгс)
Д-260 0,05 34,3-44,1(3,5-4,5)

Кроме подбора по диаметру поршни подбирают также по массе. Разница в массе самого тяжелого и самого легкого поршня одного комплекта (на двигатель) допускается не более 0,5%.
Подобранные по размерам гильз поршни отмечают порядковыми номерами цилиндров, к которым они подобраны.
Подбор поршневых пальцев и шатунов.
При ремонте двигателя не рекомендуется обезличивать комплект шатунов с одного двигателя, так как шатуны на заводе-изготовителе подбираются по массе. При замене отдельных шатунов одного комплекта их подбирают по массе одной группы, причем подгонку по массе осуществляют путем снятия металла с бобышек на крышке и головке шатуна. Шатуны заменяют при поломках или наличии трещин на теле или крышке шатуна. Изношенные втулки верхней головки шатуна заменяют новыми. Для замены втулки используют специальную оправку и реечный пресс.
Втулки перед запрессовкой подбирают по отверстию верхней головки шатуна так, чтобы обеспечить натяг не менее 0,05 мм.
После запрессовки во втулке сверлят отверстие, а затем растачивают втулку на горизонтально-расточном станке и обрабатывают в кондукторе
разверткой. Внутренняя поверхность втулки после обработки должна быть чистой, без рисок.
Шатуны по диаметру отверстия во втулке сортируют на размерные группы и помечают краской определенного цвета.
После развертывания отверстия во втулке верхней головки шатуна подбирают поршневой палец. Подобранный поршневой палец должен плавно входить в отверстие втулки под нажимом большого пальца руки, при температуре воздуха в помещении 20±3° С.
Перед соединением подобранный к поршню и шатуну поршневой палец смазывают маслом от двигателя и с помощью оправки и молотка вставляют в бобышки поршня, предварительно нагретого до 75° С, и в верхнюю головку шатуна.
После подбора поршней по размерам гильз цилиндров подбирают поршневые кольца. Для подбора кольца по поршню его прокатывают по канавке поршня и замеряют щупом зазор между торцом кольца и канавкой.
При подборе по цилиндру кольцо устанавливают в зоне наименьшего износа цилиндра, но в пределах хода поршневых колец и замеряют зазор в замке кольца. Данные для подбора поршневых колец приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.2 - Зазоры поршневых колец

Марка двигателя Зазор в замке кольца, мм Зазор между кольцом и канавкой поршня по высоте кольца, мм
  компрессионное кольцо маслосъемное кольцо
Д-260 0,45-0,6 0,27-0,35 0,15-0,25

При подгонке поршневых колец допускается подпиливание стыков до нормальной величины. Если зазор в замке превышает указанные вели-чины, то поршневое кольцо заменяют.
Упругость поршневых колец измеряют на приспособлении (спе-циальных весах), причем величина упругости кольца, сжатого до получения необходимого зазора, должна соответствовать величинам, указанным в таблице 4.3.

Таблица 4.3 - Упругость поршневых колец

Марка двигателя Упругость колец, Н(кгс)
 компрессионных маслосъемных
Д-260 21,6-30,4(2,2-3,1) 27,5-36,3(2,8-3,7)





Рис. 4.1 - Приспособление для установки поршня с кольцами в цилиндр.

После подбора и подгонки по цилиндру и канавкам поршня кольца устанавливают на поршень при помощи специального приспособления, а поршень с кольцами в цилиндр — с помощью оправки (рис. 4.1). Компрессионные кольца устанавливают на поршень фаской вверх. Поршневые кольца располагают так, чтобы между замками двух соседних колец был одинаковый угол.
Установка деталей кривошипно-шатунного механизма
Перед установкой коленчатого вала очищают шатунные шейки, удаляют заусенцы у кромок отверстий, промывают вал и продувают каналы для смазки сжатым воздухом. Коленчатый вал балансируют на заводе-изготовителе в сборе с маховиком и сцеплением, поэтому перед снятием сцепления с маховика или маховика с коленчатого вала рекомендуется нанести на сопряженных поверхностях риски, по которым вновь собрать узел.
При сборке шатунов следят за тем, чтобы не перепутать невзаимозаменяемые крышки. Постели крышек и шатунов протирают чистой салфеткой и продувают сжатым воздухом отверстия в нижней головке шатуна.
При замене шатунных и коренных вкладышей их тщательно промывают для удаления масла, в котором они были законсервированы, а затем проверяют зазор в каждом подшипнике с помощью пластинки из фольги различной толщины. Зазоры между шейками коленчатого вала и подшипниками должны соответствовать техническим условиям.
Перед сборкой смазывают поверхности шатунных вкладышей, поршни, поршневые кольца и цилиндры. Поршни с шатунами в сборе устанавливают в соответствии с порядковыми номерами цилиндров, указанных на днищах поршней или шатунах. Момент затяжки болтов коренных и шатунных подшипников должен соответствовать величинам, указанным в таблице 4.4.



Таблица 4.4 - Момент затяжки

Марка двигателя Момент затяжки болтов, Н•м (кгс•м)
 коренных подшипников шатунных подшипников
Д-260 220-240(22-24) 100-120(10-12)

После затяжки коренных и шатунных подшипников проверяют момент прокручивания коленчатого вала.
Ремонт газораспределительного механизма
Проверка клапанных пружин, шлифование и проверка клапанов.
При выполнении ремонтных работ по двигателю проверяют упругость клапанных пружин. Высоту и упругость пружины проверяют на приборе для проверки клапанных пружин, затем сравнивают полученные данные по нагрузке и деформации с данными новой пружины (таблица 4.5.).

Таблица 4.5 - Основные данные пружинных клапанов

Марка двигателя Нагрузка, Н (кгс) Длина пружины под нагрузкой
  внутренней наружной
Д-260 250±15(25,0±1,5) - 56
 128±75(12,8±7,5) 50 -

Пружины, не отвечающие этим требованиям, подлежат замене.
При текущем ремонте двигателя притирают клапаны к рабочим фас-кам седел, если на рабочих фасках клапанов и седел имеются незначи-тельные повреждения. Точечные раковины, риски и другие повреждения на рабочих фасках клапанов и седел устраняют шлифованием с последующей притиркой. После шлифования рабочей фаски высота цилиндрической части головки клапана должна быть не менее 0,5 мм. Изношенные клапанные гнезда восстанавливаются шлифованием, зенкованием и запрессовкой новых колец.
Первоначально клапанные гнезда можно обработать фрезами с по-следующей обработкой шлифовальным кругом.
Клапанные, гнезда можно обработать фрезерованием (рис. 48). При шлифовании рабочих фасок применяют прибор с электрическим приводом, который снабжен набором шлифовальных кругов с разными углами конуса, набором специальных оправок, приспособлений для правки кругов и т. д.
Отремонтированные клапаны притирают к седлам специальными пастами: смеси абразивного микропорошка с маслом двигателя. Каждая паста имеет свой номер. Грубые пасты от 18 до 40 номера имеют светло-зеленый цвет, средние пасты от 8 до 17 номера — темно-зеленый цвет, тонкие пасты от 1 до 7 номера — черный цвет с зеленоватым оттенком.
Тонкий слой пасты наносят на фаску клапана, стержень клапана смазывают чистым моторным маслом. Процесс притирки считается законченным, если поясок клапана и его седла имеют ширину не менее 1,5 мм по всей окружности матового цвета.



Рис. 4.2 - Схема обработки клапанного седла фрезами:
а — черновое фрезерование под углом 45°, б — фрезерование под углом 15°, в — фрезерование, под углом 75°, г—чистовое фрезерование под углом 45°
После окончания притирки клапаны промывают в керосине и продувают сжатым воздухом. Головку цилиндров моют в керосине, предварительно закрыв отверстия втулок тампонами.
Качество притирки можно проверить по карандашным полоскам или специальным прибором. В первом случае на рабочую поверхность фаски-клапана карандашом наносят полосы, после чего устанавливают клапан в седло, прижимают и поворачивают его на 0,25 оборота. Если карандашные пометки исчезнут, то клапан притерт хорошо.
Перед установкой распределительного вала тщательно проверяют его состояние. Внешним осмотром проверяют, нет ли задиров на поверхности кулачков, шеек и эксцентрика. При наличии задиров на кулачках распределительный вал заменяют.
Для проверки прямолинейности вала его устанавливают крайними опорами на призмы и проверяют индикатором биение средней шейки вала. При увеличенном биении шейки вал подлежит правке.
Распределительный вал перед установкой в блок протирают салфеткой и покрывают моторным маслом. При установке особое внимание обращают на совмещение меток, расположенных на торцах шестерен газораспределения.
Метки 0 на зубе шестерни коленчатого вала двигателя ЯМЗ и во впадине шестерни распредительного вала следует совместить. Распределительный вал, установленный в блок цилиндров, должен вращаться легко, без заеданий.
Толкатели перед установкой подбирают по гнездам, расположенным в блоке цилиндров. Правильно подобранный и смазанный моторным маслом толкатель должен медленно опускаться в отверстие (гнездо) под действием собственной массы.
Перед установкой клапана в отверстие направляющей втулки проверяют зазор между направляющей втулкой и стержнем клапана.
При увеличении зазора ухудшается теплоотдача, что отрицательно влияет на долговечность работы фаски клапана.
Правильно подобранный по втулке клапан перемещается и вра-щается равномерно без усилия.
Подобранные и притертые клапаны нумеруют по цилиндрам и не обезличивают. Проверенные на упругость клапанные пружины устанавливают
витками с меньшим шагом к головке цилиндров.
Осевой зазор распределительного вала, установленного в блок цилиндров, проверяют при помощи индикаторов, для чего индикатор устанавливают к торцу распределительного вала и перемещают вал при помощи воротка в осевом направлении.
Зазоры между шейками распределительного вала и втулками должны соответствовать у двигателей, мм: Д-260—0,06—0,21.
Контрольные испытания двигателя
При контрольных испытаниях дизеля на стенде замеряется его номинальная мощность. Контрольные испытания должны проводиться без вентилятора, воздухоочистителя, глушителя шума впуска и выпуска, искрогасителя и выпускной трубы, с отключенными генератором, гидронасосом и компрессором (у дизелей с воздушным охлаждением должен быть установлен вентилятор).
При испытаниях дизеля на тракторе (комбайне) производится контроль эксплуатационной мощности. Допускается проверять не номинальную, а эксплуатационную мощность при контрольных стендовых испытаниях. При этом дизель должен быть укомплектован вентилятором, воздухоочистителем, генератором и другим обслуживающим оборудованием, независимо от наличия его на тракторе (комбайне). Оборудование, установленное на дизеле, но непосредственно его не обслуживающее, должно быть отключено, снято или работать без нагрузки.
Испытания начинайте по окончании обкатки, не останавливая дизель после достижения нормального теплового режима. Значения температур охлаждающей жидкости и масла указаны в инструкции по эксплуатации ди-зеля и для большинства моделей составляют соответственно 75...90 и 80...95° С.
Перед началом измерений дизель должен поработать устойчиво на режиме испытаний не менее 5 мин.
Испытания при текущем ремонте включают в себя определение следующих параметров: максимальной и минимальной частоты вращения холостого хода; мощности и расхода топлива при номинальной частоте вращения и положении рычага управления регулятором частоты вращения, соответствующем полной подаче топлива.
Минимальную устойчивую частоту вращения на холостом ходу определите по тахометру стенда (при работе дизеля без нагрузки) последовательным уменьшением подачи топлива посредством рычага управления регулятором частоты вращения до появления колебаний частоты вращения, составляющих ±5% среднего значения, измеренного на данном скоростном режиме.
Максимальную частоту вращения холостого хода определите путем плавного перемещения рычага управления регулятором частоты вращения в положение, соответствующее максимальной подаче топлива.
Величины минимальной устойчивой и максимальной частоты вращения коленчатого вала должны соответствовать данным технической документации для дизеля данной модели.

Таблица 4.6 - Номинальные значения двигателя Д-260

Марка двигателя   Значение
Д-262 2S2 Мощность кВт (л.с.) 213 (290)
 Частота вращения мин-1 2000
 Максимальный крутящий момент Н.м. (Кгс.м) 1128 (115)
 Частота максимального крутящего момента мин-1 1300-1500
 Минимальный удельный расход топлива, г/кВт.ч (Г/л.с.ч) 216 (159)

 








 
 

5. КОНСРУКТОРСКАЯ РАЗРАБОТКА

5.1. Анализ прототипов
В ремонтном производстве для разборки и сборки двигателей применяются различные стенды марок ОПР-989, СТ-249, ОПР-9654, СТ-75, ОР-13783 и др.
Стенд ОПРР-9654 применяется на ремонтных предприятиях имеющих большую программу ремонта. Он состоит из монорельса на котом навешена каретка с электродвигателем при помощи которой производится поворот двигателя вокруг своей оси для облегчения сборочно-разборочных работ. Вращение осуществляется при помощи электродвигателя. Недостатками стенда является небезопасность работ при выполнении работ по разборке, т. к. двигатель крепится к поворотному, на котором установлена плита крепления, консольно, что увеличивает нагрузку на вал и возможно срыв двигателя или с вала, или срыв резьбы крепления к плите.
Стенд для сборки и разборки двигателей ОПР-989 представляет собой эстакаду на которой крепиться двигатель при помощи болтов. Установку двигателя на стенд осуществляют при помощи кран-балки. Устройства стенда позволяет вращать двигатель как в вокруг своей оси в вертикальной плоскости на 900, для фиксации имеются стопоры. В горизонтальной плоскости вращение двигателя производится при помощи червячной передачи. Стенд применяется на предприятиях с небольшой производственной программой, т. к. затрачивается большой количество времени на вращение двигателя для удобной сборки или разборки.
Стенд СТ-249 применяется для разборки и сборки блока цилиндров. Стенд используется на предприятиях по ремонту блоков цилиндров. Двигатель крепится при помощи крепёжной плиты к на вал и вращение двигателя производится при помощи ручного привода. Недостатками данного стенда является тот факт, что он может использоваться только для разборки и сборки блоков цилиндров. Также затрачивается большое количество времени на вращения двигателя для удобной позиции для разборки и сборки блока.

5.2 Актуальность разработки

В виду сокращения расхода на ремонт было принято решение о ремонте двигателей внутри хозяйства без привлечения сторонних организаций, что потребовало частичного восстановления и комплектации участка для ремонта двигателей. На участке имелся стенд ОПД – 12 – 57, частично поврежден и разукомплектован. С данного стенда был демонтирован редуктор Ч – 200 – 40, были проведены работы по приведению редуктора в технически исправное состояние. Данный редуктор был принят за основу нового стенда, который предстоит изготовить силами хозяйства, т.к. учитываются все нюансы и особенности компоновки и монтажа на данном участке. На данном стенде возможно крепление двигателей семейства Д – 243, Д – 260, DEUTZ, что актуально, т.к. в хозяйстве имеется техника оснащения данными марками двигателей.
Стенд состоит из сварной рамы, червячного редуктора, рукоятки и крепежной плиты.
Принцип работы стенда заключается в том, что рабочий подводит двигатель при помощи кран-балки к крепежной плите стенда. Отпускает крепежные болты проушин и выставляет их в соответствии с расположением крепежных точек двигателя, закрепляет проушины на двигателе требуемой инструкции моментом. После проушины зажимаются на крепежной плите. Поворот двигателя закрепленного на стенде осуществляется рукояткой, расположенной на входном валу червячного редуктора. Угол поворота в вертикальной оси осуществляется на 360°, что повышает безопасность работы, увеличивает норму выработки и сокращает время затрачиваемое на ремонт двигателя.