Техническое обслуживание машинно-тракторного парка ЗАО «Агрофирма «Бобино-М» Слободского района Кировской области с разработкой установки для без разборного раскоксовывания форсунок и цилиндропоршневой группы двигателей внутреннего сгорания

Дипломный проект

В комплексе мероприятий, направленных на повышение эффективности использования и производительности сельскохозяйственной техники, большое значение имеет правильная организация технического обслуживания машинно-тракторного парка (МТП) хозяйства.
В предлагаемом проекте дано обоснование технического обслуживания МТП и решена задача по планированию и правильной организации технического обслуживания МТП в ЗАО «Агрофирма «Бобино – М» Слободского района Кировской области. Дан анализ хозяйственной деятельности, а также анализ использования МТП. Разработан годовой план-график технического обслуживания и постановки сельскохозяйственных. машин на хранение, рассчитано количество мастеров-наладчиков.
В разделе "Конструкторская разработка" дан анализ существующих конструкций и характеристика установки для без разборного раскоксовывания форсунок и цилиндропоршневой группы двигателей внутреннего сгорания; выполнены необходимые расчёты. В предлагаемом проекте в разделе "Безопасность жизнедеятельности" сделан анализ производственного травматизма в хозяйстве и представлены мероприятия по улучшению состояния охраны труда. В разделе "Экологическая безопасность" рассмотрены мероприятия по охране окружающей среды, соблюдение экологических требований, то есть правильное использование МТП в хозяйстве, а также рассмотрены экологические мероприятия по правильному и рациональному внесению органических и минеральных удобрений. В технико-экономической части проекта приведено экономическое обоснование конструкторской разработки и проекта в целом.
В целом проект состоит из 11 листов графической части и 93 листов расчётно - пояснительной записки.




Содержание

Аннотация
Бизнес-справка
Введение
1 Производственно-техническая характеристика ЗАО «Агрофирма «Бобино-М».
Обоснование темы дипломного проекта…
1.1 История становления и географическое положение хозяйства…
1.2 Почвенно-климатические условия хозяйства…
1.3 Организационная структура хозяйства…
1.4 Анализ производственной деятельности хозяйства…
1.5 Характеристика тракторного парка……
1.6 Характеристика организации и технологии технического обслуживания..24
1.7 Обоснование темы дипломного проекта…
2  Расчетно-технологическая часть…
2.1 Планирование работ по техническому обслуживанию…
2.2 Разработка план графиков технического обслуживания ремонта тракторов……
2.3 Расчет трудоемкости технического обслуживания и ремонта МТП…
2.4 Расчет количества мастеров-наладчиков для проведения ТО и ремонта МТП хозяйства…
2.5 Организация работ по проведению технического обслуживания…
3  Конструкторская разработка……
3.1 Обоснование использования конструкторской разработки…
3.2 Обзор существующих конструкций и патентной литературы…
3.3 Формула изобретения…
3.4 Описание работы установки…
3.5 Расчеты конструкторской разработки…
3.5.1 Расчет бака-смесителя……
3.5.2 Выбор электродвигателя……
3.5.3 Расчет вала мешалки
3.5.4 Выбор подшипников……
3.5.5 Расчет шпонки…
3.6 Обоснование технико-экономической эффективности…
4  Безопасность жизнедеятельности…
4.1 Актуальность проблемы……
4.2 Анализ производственного травматизма предприятия…
4.3 Расчет повторного заземления…
4.4 Требования безопасности труда при эксплуатации стенда для безразборного раскоксовывания форсунок…
5  Экологическая безопасность…
5.1 Актуальность проблемы экологической безопасности…
5.2 Эколого-экономическая характеристика ЗАО «Агрофирма «Бобино-М»
5.3 Экологическая оценка конструкторской разработки
6  Технико-экономические показатели проекта…
6.1 Абсолютные технико-экономические показатели проекта
6.2 Технико-экономическая оценка конструкторской разработки……
Заключение
Литература
Приложения



3 Конструкторская разработка

3.1 Обоснование использования конструкторской разработки

Производительность машинно-тракторного агрегата (МТА) находится в прямой зависимости от величины эффективной мощности дизеля. При расчете МТА учитывается эффективная мощность, которая берется из паспортных данных, то есть расчет ведется по 100% мощности. На самом же деле положение с мощностью обстоит по-другому. Как показал анализ снижение мощности доходит до 12... 17% у тракторов К-700, до 14...22% у МТЗ, до 16...20% у ДТ, максимальное же значение доходит порой до 50%, а удельный расход топлива в среднем на 12% превышает нормальное значение [8].
Причинами падения мощности двигателя является отклонения регулировок топливной аппаратуры, ухудшение состояния механизма газораспределения системы воздухоподачи, техническое состояние топливной аппаратуры, состояние цилиндропоршневой группы.
При плановых технических обслуживаньях в соответствии с действующим стандартом на проведение ТО и технологией работ проводятся работы по диагностике и устранению выявленных отклонений. Однако одной из причин падения мощности, которая при ТО не устраняется, является отложение нагара на днище поршня, камере сгорания, закоксовывание распылителей форсунок, восстановление параметров которых не предусмотрено при техническом обслуживании и также работы не проводятся.
Нагароотложения и закоксовывание оказывает значительное влияние на показатели эффективности работы двигателя.
Результаты эксплуатационных испытаний, проводившихся в течение 2000 мото-часов показатели, что при наработке тракторного дизеля 480 мото-часов степень закоксовывания отдельных распылителей форсунок превышает 20%.
Ухудшение мощностных и топливных показателей дизеля становится заметным при степени закоксовывания сопловых отверстий распылителей форсунок свыше 8%, при наработке в пределах 240 мото-часов.
Практически мы не можем получить информацию о нагаре и эксплуатация продолжается с пониженными показателями, что ведет к более активному закоксовыванию и нагароотложениям, а значит к снижению мощности и сменной выработки.
В ремонтной практике известны химический и механический способы очистки распылителей форсунок от коксовых отложений, но они весьма трудоемки и предусматривают снятие форсунок с дизеля, разборку и чистку распылителей путем погружения в специальный раствор или путем механической обработки чистиками, что может привести к повреждению очищаемых поверхностей и к ухудшению качества сопряжений после очистки.
Основываясь на известном из практики факте, что при попадании воды в цилиндр, например при прорыве прокладки, во время работы двигателя, то после разборки наблюдается такая картина: камера сгорания, днище поршня, распылители форсунок чистые, без нагара, хотя в других цилиндрах нагароотложения есть.
Надо использовать это явление для удаления нагароотложений днища поршня, камеры сгорания форсунок без разборки двигателя и тем самым восстановить мощность двигателя.
При этом необходимо, чтобы вода поступала в форсунки в распыленном виде до мелкого состояния 5... 10 мкм, чтобы могли работать прецизионные пары топливной аппаратуры, иначе вода ведет к выходу их из строя. Это подтверждается практикой и эксплуатационными требованиями.
Проведенные исследования показали, что прецизионные пары топливной аппаратуры способны работать на смеси топлива с водой - на топливоводяной эмульсии. На этом основан метод очистки распылителей форсунок и цилиндров от нагароотложений при кратковременной периодической эмульсии.
В процессе работы дизеля на топливоводяной эмульсии происходит разрушение коксовых отложений в распылителе на днище поршня и огневой поверхности головки цилиндров под действием локальных давлений, возникающих при испарении находящихся в эмульсии капелек воды. При приготовлении эмульсии в механическом смесителе последние распределяются равномерно по всему ее объему. При этом 75% капель имеют размер 5... 10 мкм [8]. Повышенные локальные давления в сопловом аппарате распылителей форсунок и на поверхностях деталей цилиндра при впрыскивании топливоводяной эмульсии обусловлены тем, что коэффициент теплопроводности воды выше, чем топлива.
Поскольку данная система работоспособна, то целесообразно применять ее в условиях сельскохозяйственных предприятий при проведении технического обслуживания.
Состав эмульсии предлагается следующий: для очистки от нагара распылителей форсунок - 90% дизельного топлива «Л» и 10% воды; для очистки от нагароотложений днища поршня и огневой поверхности головки цилиндров - 70% топлива и 30% воды.
Для повышения стабильности эмульсии и эффективности удаления нагароотложений в нее добавляется эмульгатор (мазут М-40, ингибитор коррозии «Прана-ЛК») в количестве 0,5% от объема топлива в составе эмульсии.
Мазут перед смешиванием с водой разбавляется дизельным топливом в соотношении 1:10. Продолжительность приготовления эмульсии с эмульгатором-мазутом составляет 30 минут, стабильность эмульсии составляет 1.. .2 часа. Продолжительность очистки дизеля достигает 30 мин.
Исследования установили, что, применяя в качестве эмульгатора ингибитор коррозии «Прана-ЛК» получается значительно больший эффект, чем применение мазута. Продолжительность приготовления эмульсии достигает при этом 3...5 мин., т.е. в 6... 10 раз меньше, чем при мазуте, стабильность эмульсии составляет 8... 10 часов без перемешивания, что позволяет готовую эмульсию транспортировать в хозяйство, где нет такой установки. Продолжительность очистки дизеля снижается до 7... 10 минут [8].
Режим работы двигателя при безработном раскоксовывании должен быть переменный, чередованием холостого режима с разгрузочным. Этим достигается интенсивное раскоксовывание и уменьшается время на операцию.

3.2 Обзор существующих конструкций и патентной литературы

Установка для безразборного раскоксовывания распылителей форсунок [5] представляет собой стенд, состоящий из сварного каркаса, внутри которого размещен топливный бак; насосного агрегата, включающего топливный насос высокого давления, соединенный с помощью сухаря и полумуфты с электродвигателем; фильтра тонкой очистки топлива; электронасосного агрегата; бака-смесителя; электродвигателя привода мешалки; датчика-реле уровня; фильтра грубой очистки топлива; электрошкафа (внутри его размещены блок управления и автоматический выключатель, служащий для подачи напряжения на стенд и для защиты шкафа, от токов которого замыкается); приборной плиты, на которой расположены манометры; распределитель и пульт управления. На последнем имеются по три кнопки «Вкл.» и «Выкл.», а также кнопка аварийного останова «Общий стоп» и сигнальная лампа.
Установка для безразборного раскоксовывания распылителей форсунок (авторское свидетельство №979672), содержащая устройство для приготовления топливоводяной эмульсии, связанное с полостью наполнения топливо впрыскивающего насоса двигателя, что с целью сокращения времени и повышения качества раскоксовывания, она снабжена задатчиком режимов работы двигателя, распределительным устройством, размещенным между насосом и устройство для приготовления топливоводяной эмульсии, и с устройством автоматического управления, включающим виброакустические датчики, установленные на форсунках двигателя, регисрирующе - суммирующий блок, к которому подключены виброакустические датчики и сигнально-пусковой блок, соединенный входом с выходом регисрирующе-суммирующего блока, а тремя выходами соответственно с задатчиком режимов работы двигателя, распределительным устройством и устройством для приготовления топливо водной эмульсии.
Недостаток первых двух установок - это малая стабильность эмульсии. Этот недостаток устраняется в следующей конструкции.
Установка для безразборного раскоксовывания распылителей форсунок двигателя внутреннего сгорания (авторское свидетельство №1035260) по авторскому свидетельству №979672, отличающаяся тем, что с целью повышения стабильности топливоводяной эмульсии и увеличения производительности, устройство для приготовления топливоводяной эмульсии включает бак-смеситель с трубопроводами подачи воды и отвода эмульсии, топливо подкачивающий насос, соединенный через всасывающую магистраль с трубопроводом отвода эмульсии, а через нагнетательные топливо проводы - с форсунками, установленными на баке-смесителе и два кольцевых электромагнита постоянного тока с одинаковым направлением создаваемого поля, соединенных с устройством автоматического управления, причем один из магнитов охватывает трубопровод отвода эмульсии, а другой - трубопровод подачи воды в бак-смеситель.
Недостатком этой конструкции является слабое качество контроля процесса раскоксовывания. Этот недостаток устраняется в следующей конструкции.
Установка для безразборного раскоксовывания распылителей форсунок двигателя внутреннего сгорания (авторское свидетельство
№1263896) по авторскому свидетельству №979672, отличающаяся тем, что с целью повышения качества контроля процесса раскоксовывания форсунок непосредственно на тракторе, содержащем вал отбора мощности, она снабжена устройством для замера времени двигателя, включающим электрический тахометр, жестко связанный с валом отбора мощности своим входом с электрическим тахометром, а выходом с задатчиком режимов работы двигателя.
Все приведенные выше конструкции установок для безразборного раскоксовывания распылителей форсунок имеют сложное оборудование, множество различных датчиков и контрольно-измерительных приборов, и различных приспособлений.

3.3  Формула изобретения

Предлагаемая установка имеет более простую конструкцию, которую можно изготовить в любом хозяйстве. Установка для безразборного раскоксовывания форсунок и цилиндропоршневой группы состоит из сварной рамы, на которой закреплены бак-смеситель, электродвигатель бака-смесителя, топливный насос (УТН-5А), электродвигатель топливного насоса, форсунки (ФД-22М), мерная трубка и мерный сосуд, фильтры тонкой (ФТ-150А) и грубой (ФГ-25) очистки топлива, топливо проводы и пункт управления.

3.4 Описание работы установки

Подготовка установки заключается в заправке бака-смесителя дизельным топливом и водой с эмульгатором. Дизельное топливо наполняет бак-смеситель до необходимого объема (7 л.), который определяется по прозрачной мерной трубке. Затем добавляется вода (2,5 л.), смешанная с эмульгатором (мазут М-40 - 0,04 л., олеат натрия - 0,033 кг., «Прана-ЛК» -0,035 л.). Перед смешиванием с водой эмульгатор разбавляется дизельным топливом в соотношении 1:10.
После заполнения бака-смесителя включается электродвигатель привода мешалки и происходит предварительное смешивание топлива с водой и эмульгатором в течение 2...3 мин. Затем включается электродвигатель привода ТНВД, топливо-водяная эмульсия поступает из бака-смесителя через фильтры грубой и тонкой очистки в ТНВД, который впрыскивает эту смесь с помощью форсунок обратно в бак-смеситель.
Перемешанная с эмульгатором и распыленная форсунками топливо-водяная эмульсия, которая совершает циркуляцию в течение 5 мин. («Прана-ЛК») и 20 мин. (мазут М-40, олеат натрия). По истечении этого времени двигатели привода ТНВД и мешалки выключаются. Затем отсоединяется топливо провод от подкачивающего насоса устанбовки и присоединяется к подкачивающему насосу обслуживаемого трактора, заблаговременно прогретого. Затем прокачивают топливную систему трактора до отсутствия в трубопроводе пузырьков воздуха. Трактор заводится и работает на топливоводяной эмульсии. Процесс раскоксовывания длится 30 мин. Для сокращения времени лучше применять эмульгатор «Прана-ЛК», причем режим работы двигателя должен быть переменным: чередование холостого режима с номинальным. Этим достигается интенсивное раскоксовывание. Уменьшается время на операцию до 20 мин. По окончании раскоксовывания дизель останавливают, отсоединяют топливо проводы установки, соединяют топливо проводы топливной системы дизеля для работы на дизельном топливе. Прокачивают вручную топливную систему дизеля и пускают дизель. Если в баке-смесителе осталась эмульсия, то ее можно использовать в течение 8 часов, по истечении этого времени эмульсию следует перемешать.