1590

Совершенствование технологии восстановления гильз цилиндров двигателей Д-260 методом поясного пластинирования в ОАО «Дзержинский мотороремонтный завод»

ID: 210902
Дата закачки: 26 Мая 2020
Продавец: Shloma (Напишите, если есть вопросы)
    Посмотреть другие работы этого продавца

Тип работы: Диплом и связанное с ним
Форматы файлов: КОМПАС, Microsoft Word

Описание:
В дипломном проекте разработаны технология восстановления гильз цилиндров двигателей Д-260 методом поясного пластинирования, комплект технологической оснастки для предварительного свертывания и запрессовки пластин в гильзы цилиндров, проведен анализ состояния охраны труда, разработаны мероприятия по обеспечению в отделении восстановления гильз цилиндров пожарной безопасности, выполнены экономические расчеты эффективности проектных решений.
Выполненные проектные решения при использовании в производственных условиях, позволят улучшить условия труда, повысить качество ремонтных работ в соответствии с требованиями центров фирменного технического сервиса.

1. ОБОСНОВАНИЕ АКТУАЛЬНОСТИ ТЕМЫ И РЕШАЕМЫХ ЗАДАЧ ПРОЕКТА

1.1. Краткая характеристика предприятия. Анализ состояния организации технологии восстановления деталей

ОАО «Дзержинский мотороремонтный завод» был построен в 1968 году по типовому проекту 16-128. Завод предназначался для ремонта тракторных и комбайновых двигателей с годовой программой 6 тыс. двигателей в год. Завод размещен в городе Дзержинске, Минской области. Предприятие является структурным подразделением РО «Белагросервис». К предприятию примыкает железнодорожная ветвь.
В 1977 году была проведена реконструкция завода. До реконструкции на заводе отсутствовали: склад готовой продукции, лаборатории, отдел главного механика, инструментальный участок, участок грунтовки корпусных деталей, а также с нарушением ГОСТа 6572-75 производились окраска двигателей; испытательная станция была выполнена павильонного типа, что создавало шум и загазованность. При этом площадь завода увеличилась на 50%, а программу планировалось увеличить до 10000-12000 шт. в год.
Завод расположен в зоне умеренного загрязнения атмосферы. Анализ загрязнения приземного слоя атмосферы для ОАО “Дзержинский МРЗ” показывает, что превышение ПДК в пределах территории предприятия и в границах санитарно-защитной зоны не наблюдается. Рельеф прилегающей территории неровностей не имеет.
В настоящее время Дзержинский МРЗ производит капитальный ремонт дизельных двигателей Д-240, Д-240Л, Д-245 и их модификаций, СМД, 6VД. Завод производит переоборудование грузовых автомобилей с карбюраторным двигателем на дизельный Д-245. Так же ведётся разработка
техпроцессов ремонта и наладка ремонта двигателей Д-260. В настоящее время производственная программа не превышает 2000 двигателей в год, это приводит к неполной загрузке оборудования [8].
Более подробно виды выполняемых работ приведены в табл. 1.1.
Таблица 1.1
Виды и объемы выполняемых работ на ОАО “ДМРЗ”
Наименование продукции Единица измерения 2004 г.
отчет 2005 г.
план
Текущий и восстановительный ремонт двигателей
Д-240, 240Л, 242, 242Л шт. 1126 3000
Д-260 – // – 60 100
СМД -14/22 – // – 97 130
Текущий и восстановительный ремонт сборочных единиц
УТН-5 – // – 30 300
Топливный насос 6ВД – // – 23 150
Топливный насос 8ВД – // – 17 10
ПД-10 – // – 148 176
картер сцепления – // – 95 115
двигатель А-01 – // – – 20
двигатель Е-280,281 – // – 2 5
Другие работы
переоборудование а/м – // – 43 60
культиватор – // – 10 15

Как видно из табл. 1.1, фактические объемы производства значительно ниже планируемых, что говорит о недогруженности производственных мощностей. В настоящее время данная проблема остается одной из самых актуальных.
На данном предприятии имеется небольшой машинно-тракторный

парк, для эффективного использования которого необходимо обеспечить его
готовность к эксплуатации. В связи с этим одна из основных задач инженерной службы предприятия – постоянное обеспечение высокой готовности машинно-тракторного парка.
Основу МТП завода составляют грузовые автомобили, что говорит о том, что он применяется в основном для перевозки грузов – а это доставка запчастей, горюче-смазочных материалов и т.п. МТП состоит из современных машин, которые периодически обновляются, часть из них относится к легковому транспорту.
Мотороремонтный завод оснащен в достаточной мере подъемно- транспортным оборудованием, правильно выбраны и распределены грузовые потоки. Расстановка оборудования соответствует нормам технологического проектирования.
Дзержинский МРЗ имеет следующую производственную структуру: разборочно-моечный участок; участок дефектации деталей; участок комплектования деталей; участки восстановления деталей; участок сборки двигателей; испытательную станцию; малярный участок; участок переоснащения карбюраторных двигателей на дизельные; отдел главного механика; административный корпус; складские и подсобные помещения; склады для ремфонда и готовой продукции; электроремонтный участок.
Поступающие на завод двигатели проверяются на соответствие техническим условиям на сдачу в капитальный ремонт, и после оформления приемо-сдаточного акта поступают на склад ремфонда. Склад ремфонда оборудован подвесным краном для разгрузки автотранспорта и установки на место хранения. Со склада ремфонда двигатели с помощью межцехового автотранспорта поступают в мотороремонтный цех на участок подразборки, где с двигателя снимается электрооборудование. Затем двигатели помещаются на подвесной конвейер линии разборки и очистки.
После промывки внутренних полостей с двигателя снимается крышка
клапанов, масляный картер и крышка распредшестерни. Снятые детали навешивают на подвесной конвейер. Подразобранные двигатели проходят очистку в наружной моечной машине и ополаскивание в струйной машине. После сушки двигатель разбирается на узлы на специализированных постах разборки. Снятые узлы разбираются на детали, которые укладываются в соответствующую тару и проходят очистку в моечной машине. На заводе применяют обезличенный метод ремонта.
Детали, прошедшие очистку, рассортировываются на три группы: годные, подлежащие восстановлению и утильные. Подлежащие восстановлению детали группируют по видам дефектов, укладывают в специальные контейнеры и транспортируются на соответствующие линии ремонта и восстановления, где имеются механизированные стеллажи-накопители элеваторного типа.
Годные детали в специальных контейнерах электрокарами доставляют в механизированные стеллажи элеваторного типа, предназначенные для отремонтированных и годных деталей [3].
Ремонт и восстановление деталей осуществляется на участке восстановления деталей на специализированных линиях. На участке восстановления деталей имеются следующие линии:
- ремонта блоков двигателей;
- ремонта коленчатых валов;
- ремонта шатунов;
- ремонта распределительных валов;
- ремонта головок блоков;
- ремонт корпусных деталей;
- ремонта пусковых двигателей, компрессоров, редукторов;
- групповой обработки деталей.
После ремонта и восстановления детали проходят контроль и поступают на участок комплектования.
Восстановленные годные детали, а также запасные части поступают на участок сборки, при этом блоки цилиндров и коленчатые валы проходят
очистку, а головки блоков цилиндров проходят очистку после сборки и притирки клапанов. Собранные узлы поступают на линию сборки двигателей. Посты сборки двигателей оснащены пневмоинструментом, а также специальными приспособлениями.
Собранные двигатели устанавливаются на специальные тележки и напольно-щелевым конвейером доставляются на участок обкатки и испытания двигателей.
После обкатки и испытания двигатели проходят контрольный осмотр и на подвесном конвейере направляются на участок окраски.
На линии окраски проходят подготовку поверхности, сушку, грунтовку, сушку, окраску и сушку. Окрашенные двигатели на подвесном конвейере транспортируются на склад готовой продукции, где двигатели окончательно укомплектовывают и консервируют. Со склада отпускают отремонтированный двигатель.
Анализ технологического процесса ремонта двигателей показал, что не всегда на заводе соблюдается технологическая дисциплина, не внедряется прогрессивная технология восстановления, отсутствуют средства контроля, не проводится аттестация рабочих мест [8].
Все это является основной причиной сравнительно низкого качества ремонта двигателей и поступления сравнительно большого числа рекламаций на отремонтированные двигатели.
Анализ исследований состояния технологии восстановления деталей на Дзержинском МРЗ позволяет заключить следующее. На МРЗ имеется устаревшее оборудование, несоответствующее современным требованиям к качеству и производительности. Как правило, это оборудование имеет также значительный физический износ. Существующая система восстановления деталей не обеспечивает требуемого качества их ремонта и восстановления.
Основная причина – отсутствие прогрессивных, ресурсо-энергосберегающих технологий восстановления изношенных деталей [8].



1.2. Анализ конструкции, условий работы, неисправностей
и ремонтной технологичности гильзы цилиндра двигателя Д-260

Конструкционно-технологические особенности детали характеризуются геометрической формой, материалом, точностью и качеством обрабатываемых по¬верхностей, твердостью и структурой материала, видом термической обработки, покрытием поверхностей и т.п. [1].
Гильза цилиндра двигателя Д-260 изготавливается из специального чугуна литьем. Химический состав чугуна в %: С=3,3…3,6; Si=2,4…2,8; Mn= 0,5…0,8; Р до 0,15; S до 0,12. Чугун легирован следующими элементами в %: Cr= 0,8…1,2; Cu= 0,8…1,1; Ni до 0,2; V= 0,1…0,25.
Микроструктура чугуна гильз по ГОСТ 3443-87 должна быть следующей: металлическая основа - перлит пластинчатый и зернистый (Пт1-Пт2).Феррит допускается в виде мелких отдельных включений [П(ФеО)-П96(Фе4)]; структурно-свободные карбиды Ц4-Ц10; фосфидная эвтектика тройная мелкозернистая или игольчатая. Распределение фосфидной эвтектики равномерное или в виде разорванной сетки.
Чугун подвергается искусственному старению, что должно обеспечивать стабильность допусковых размеров по времени.
Микрогеометрия внутренней поверхности гильзы должна представлять собой сетку впадин глубиной 1,2…5,0 мкм, шириной

10-70 мкм, с площадками между ними с глубиной микронеровностей 0,1-1 мкм и шероховатостью поверхности гильзы. Суммарная площадь площадок должна составлять 60-85%. Маслоёмкость внутренней поверхности должна быть 0,008- 0,041 мм³/см² [9].
Твердость: НВ 217 – 255, кроме металлизированного слоя наружной поверхности, твёрдость которой HRC 33-36 на глубине 0,2-0,3 мм. Масса детали – 4,45кг. Количество на двигатель: 6 шт.
Гильза устанавливается в блок цилиндров по двум центрирующим пояскам. В поясе со стороны головки цилиндров гильза закрепляется буртом, а со стороны масляного картера уплотняется двумя резиновыми кольцами, размещённых в канавках блока цилиндров [3].
На рисунке 1.1 приведена схема сил, действующих на первое поршневое кольцо. С помощью этой схемы можно представить механизм изнашивания таких важ¬ных соединений, как кольцо — цилиндр и поршневое кольцо — ка¬навка поршня.
Рис. 4.10. Схема сил, дей-ствующих на поршневое кольцо
На верхний торец поршневого кольца действует давление газов рНг, немногим отличающееся от давления в камере сгорания двигателя, прижимаю¬щее его к нижнему торцу поршневой ка¬навки. Снизу на кольцо воздействует дав¬ление газов р1, прошедших через зазоры между кольцом или гильзой, кольцом или нижним торцом канавки. Это давление газов изменяется по ширине кольца и стремится оторвать его от плоскости со¬единения с канавкой. Однако давление газов на нижний торец значительно мень¬ше, чем на верхний, из-за его дросселиро¬вания в зазорах. В результате кольцо при¬жимается к нижнему торцу канавки раз¬ностью давлений, действующих на его
верхний и нижний торцы. Помимо давления газов на кольцо дей¬ствует сила инерции рj. К зеркалу цилиндра кольцо прижимается силой, величина которой пропорциональна разности давлений газа в заколечном пространстве (рНг) и на поверхности соединений с цилиндром. Давление газов на рабочую поверхность кольца (р1 и р2) меньше, чем с внутренней стороны, что объясняется дроссели¬рованием газа.
Между кольцом и поверхностью цилиндра возникает сила тре¬ния (Fтр), значение которой пропорционально давлению кольца на поверхность цилиндра, возникающего в результате действия давле¬ния газов и силы упругости кольца. Эта переменная по величине сила направлена в сторону, противоположную движению поршня. Работа сил трения вызывает износ цилиндра и рабочей поверхности кольца. На работу сил трения влияют: соотношение физико-меха¬нических свойств материалов кольца и цилиндра; состояние смазки и наличие в ней абразива; температура соединяемых деталей.
Работа сил трения нижних колец всегда меньше, чем первого, что объясняется, с одной стороны, лучшими условиями смазки, а с дру¬гой — более низким давлением газов в лабиринтном уплотнении.
Вблизи верхней мертвой точки (в.м.т.), на тактах сжатия и рабо¬чего хода, происходит интенсивное изнашивание цилиндра, усу¬губляющееся действием высокой температуры газа, которая приво¬дит к выгоранию смазочного материала на поверхности цилиндра. По мере движения поршня вниз работа сил трения колец в соедине¬нии уменьшается. Кольца заходят в зону цилиндра, где всегда име¬ется масло на поверхности, интенсивность изнашивания цилиндра по высоте уменьшается. Эпюра износа цилиндра (рис. 1.2)

имеет форму конуса, большее основание которого расположено вблизи верхней мертвой точки [2].
В плоскости качания шатуна износ цилиндра несколько больше из-за действия нормальной силы. Участок цилиндра, расположен¬ный напротив огневого пояска поршня, при положении его у в.м.т. изнашивается. Интенсивность изнашивания цилиндров помимо перечисленных факторов в значительной мере определяется условиями эксплуатации двигателя и совершенством его технического обслуживания. Неравномерный износ цилиндра по высоте приводит к радиальным перемещениям кольца в канавке. В результате и действия нормального усилия, прижимающего его к нижнему торцу канавки, между ними возникает сила трения F1 (см. рис.1.1). Работа силы трения вызывает износ поршневого кольца и канавки поршня, который принято оценивать по увеличению торцевого зазора b. Чрезмерный износ этих деталей приводит к тому, что дросселирующее действие кольца ослабевает. Газы свободно проходят в картер, что ускоряет старение масла и изнашивание деталей цилиндропоршневой группы двигателя [2].
Наиболее распространенным дефектом гильз является износ рабочей поверхности гильзы цилиндра. Кроме износа внутренней поверхности гильзы встречаются следующие дефекты: износы нижней поверхности опорного бурта и посадочных поясков, кавитационные разрушения наружной поверхности; отложение накипи [9].
Интенсивность изнашивания гильзы – 0,96 мкм/ч [17].
Выбраковочными признаками гильз цилиндра является наличие устало¬стных разрушений и трещин, коррозионном износе и задирах рабочих рабочих поверхностей глубиной более 0,2 мм и кавитационных разрушениях наружных поверхностей глубиной более 1,5мм, при наличии следов удара на поверхности [9].


1.3. Анализ существующих технологий восстановления гильз цилиндров

В ремонтной практике много различных способов восстановления внутренней поверхности гильзы цилиндра. Наиболее распространенными методами являются: ремонтных размеров, восстановление центробежной наплавкой, термопластическим обжатием, поясным пластинированием.



1.3.1. Метод ремонтных размеров. Сущность метода заключается в следующем: у гильзы цилиндра механической обработкой устраняют искажения геометрических форм, чистоты поверхности и нарушения взаимного расположения поверхностей, вызванную износом, а поршень заменяют новым с изменёнными размерами.
Обычно гильзы растачивают и подвергают двух- или трехкратно¬му хонингованию. Растачивают гильзы на станках модели 278 или 278Н за один проход. При этом используют расточные резцы «Эльбор». Гильзу устанавливают в приспособление (рис. 1.3), разме¬щенное на столе станка. Базовыми поверхностями при расточке служат посадочные пояски и торец опорного бурта. По неизношен¬ному пояску в верхней части гильзы с помощью индикаторного приспособления или шариковой оправки совмещают оси шпинде¬ля и гильзы. Гильзы растачивают, а затем хонингуют.


После механической обработки гильзы контролируют в соответствии с техническими требованиями и сортируют на размерные группы по диаметру внутренней поверхности. Главным недостатком восстановления гильз обработкой под ремонтный размер является снижение (на 20-30%) их ресурса из-за уменьшения твёрдости поверхности. При использовании способа ремонтных размеров в процессе восстановления гильз цилиндров ресурс двигателей снижается на 30-50% [2]. Для его повышения гильзы упрочняют пластическим деформированием, плосковершинным хонингованием, закалкой ТВЧ, лазерной обработкой и др. [3].
1.4.Метод восстановления центробежной наплавкой. На внутренней поверхности гильзы в верхней части (наиболее изношенной) на расстоянии 4мм от бурта протачивается кольцевое углубление (проточка) 3,0…5,0мм шириной 70мм. Деталь устанавливается в специальном патроне автоматизированной установки (рис 1.4). Гильзе придаётся частота вращения 750-950 мин-1, после чего в проточку подаётся шихта – смесь порошков флюса и наплавляемого материала. Шихта расплавляется в высокочастотном поле индуктора. Температура нагрева наружной поверхности в зоне наплавки 1300…1320К. Твёрдость наплавленного слоя колеблется в диапазоне НRС 55-58. К основным недостаткам технологии восстановления деталей данным способом следует отнести: низкую производительность процесса, глубокое термическое влияние, пятнистую твёрдость и нарушение структуры поверхностного слоя детали, внутренние напряжения, требующие последующего отпуска, высокую трудоёмкость процесса восстановления, искажение размеров и формы заготовки. Ресурс отремонтированных двигателей повышается на 80% [5].
1.3.3. Метод восстановления гильз термопластическим обжатием. Сущность способа состоит в том, что изношенную гильзу устанавливают в охлаждаемую водой матрицу и с помощью индуктора нагревают током высокой частоты (рис.1.5). При нагреве выше 900˚С происходят структурные превращения и необходимый рост зерна. Вследствие ограничения свободного расширения в гильзе нарастают температурные напряжения, вызывающие в радиальном направлении пластические деформации, которые увеличиваются с ростом температуры.
При свободном остывании размеры гильзы уменьшаются (при оптимальных значениях температуры, скорости нагрева усадка составляет 0,75…0,9 мм). Износостойкость восстановленных гильз цилиндров равна износостойкости новых гильз [7].
Некоторые предприятия восстанавливают гильзы газопламенным или пламенным напылением с последующим оплавлением ТВЧ, дуговой наплавкой, хромированием и железнением. Например, для наплавки гильз цилиндров ЗИЛ-130 используют порошковую проволоку ПП-АН-124-О. Режим наплавки: напряжение 22…26В, сила тока 110…130А, скорость наплавки 15…22м/ч, вылет электрода 20…25мм, подача электрода 50-57м/ч, его смещение с зенита 8-10мм, шаг наплавки 5…6мм/об. Их долговечность после такого восстановления увеличивается в 1,3…1,6 раза [2].
1.3.4. Метод поясного пластинирования. Он предназначен для облицовки внут¬ренних цилиндрических или конических поверхностей
деталей, у которых отношение длины (высоты) цилиндра к его диаметру меньше четырех. По¬ясное пластинирование получило распространение при ремонте автомоби¬лей, строительных и дорожных машин,
сельскохозяйственной техники.
Технологический процесс состоит
из следующих операций (рис.1.6):
расточки и хонингования цилиндра; изготовления из ленты мерных пластин; установки пластины в приспособлении и свёртывании её во втулку; снятия фаски в отверстии торца гильзы, через который запрессовывается пластина; установки приспособления в сборе со свёрнутой пластиновтулкой на восстанавливаемую деталь и запрессовки последовательно нескольких пластин в гильзу; снятия фаски в отверстии втулки; хонингования «зеркала» цилиндра; контроля размеров [6].
Преимущества данного метода:
1. Ресурс восстановленных гильз выше ресурса новых деталей.
2. Возможность восстановления гильз, вышедших за пределы ремонтного размера.
3. Высокая ремонтопригодность, так как изношенный пояс легко заменить вновь свёрнутой и установленной в деталь пластиной.
4. Увеличение ресурса гильзы при установке в верхней части

пластины из высоколегированной стали.
5. Относительно простота технологического процесса, так как не требуется использование специального дорогостоящего оборудования.
6. Метод пластинирования относится к числу энерго-ресурсосберегающих технологий, является прогрессивным, отвечающим требованиям высокой производительности, качества и экономичности ремонтных работ.



1.4. Задачи, решаемые в дипломном проекте

Из приведенной характеристики ОАО «Дзержинский МРЗ» по данным за 2004 г. фактический объем работ предприятия оказался ниже планируемого. Это значит, что на данном предприятии имеет место недогруженность производственных мощностей. Данная проблема может быть решена освоением и расширением номенклатуры выпуска нового вида продукции или услуг, на которые существует, и будет существовать в перспективе высокий спрос, либо увеличением программы уже ремонтируемых двигателей с усовершенствованной технологией ремонта и применением более совершенного оборудования.
Данный дипломный проект предлагает решение проблемы преобразования ОАО «Дзержинский МРЗ» в центр фирменного технического сервиса двигателей УП «ММЗ» и проектированием участка по восстановлению гильз цилиндров. Основные задачи, решаемые в проекте:
1. Обеспечение высокого качества и выбор наиболее рационального способа восстановления гильзы цилиндра.
2. Разработка ремонтного чертежа.

3. Обоснование технологического процесса.
4. Проектирование отделения по восстановлению гильз цилиндров.
5. Создание конструкторской разработки.
6. Обеспечение экономичности и безопасности проекта.
7. Обоснование ТЭП проектных решений.
Решение этих задач позволит внедрить современные технологии ремонта двигателей, увеличить программу ремонта, занять недогруженные производственные мощности, что сократит простой и недогруженность оборудования, создать новые рабочие места, обеспечить прибыль предприятию, что положительно скажется на экономическом состоянии мотороремонтного завода.


Размер файла: 2,1 Мбайт
Фаил: (.rar)

Скачать

Добавить в корзину

Занесено в корзину

        Коментариев: 0

Есть вопросы? Посмотри часто задаваемые вопросы и ответы на них.
Опять не то? Мы можем помочь сделать!

Некоторые похожие работы:

К сожалению, точных предложений нет. Рекомендуем воспользоваться поиском по базе.