Ремонт головки блока цилиндров ЯМЗ-240
Общая информация
Двигатели ЯМЗ-240М2, его модификации и комплектации соответствуют экологическим нормативам Евро-0, предназначены для установки на тяжелые карьерные самосвалы БелАЗ грузоподъемностью 30–45 т, с/х тракторов.
Тип двигателя: дизель, размерности D×S=130×140 мм, с рабочим объемом цилиндров 22,3 л, 12-цилиндровый, с V-образным расположением цилиндров, четырехтактный с воспламенением от сжатия, жидкостным охлаждением, непосредственным впрыском топлива.
Модели ЯМЗ-240НМ2, ЯМЗ-240ПМ2 — с турбонаддувом, модель ЯМЗ-240М2 — без турбонаддува.
| Модель | ЯМЗ-240М2 |
| Число и расположение цилиндров | V12 |
| Диаметр цилиндра, мм | 130 |
| Ход поршня, мм | 140 |
| Рабочий объем цилиндров, л | 22,3 |
| Мощность, кВт (л.с.) | 265 (360) |
| Частота вращения, об/мин | 2100 |
| Максимальный крутящий момент, Н·м (кгс·м) | 1275 (130) |
| Частота при максимальном крутящем моменте, об/мин | 1600 |
| Минимальный удельный расход топлива, г/кВт·ч (г/л.с.·ч) | 214 (157) |
| Сцепление | — |
| КПП | — |
| Габариты, мм | 1580×1015×1190 |
| Масса, кг | 1670 |
| ТНВД | 90.8-20 |
| Генератор, модель | 6301.3701 |
| Применяемость | Карьерные самосвалы грузоподъемностью 30 т БелАЗ-75404, БелАЗ-75405, БелАЗ-75406, БелАЗ-75407, БелАЗ-7540В, БелАЗ-7522 (ГП «БелАЗ», Жодино) |
Способ смесеобразования: Непосредственный впрыск.
Топливоподающая аппаратура: Разделенная.
Топливный насос высокого давления: Двенадцатиплунжерный.
Регулятор частоты вращения: Центробежный, всережимный.
Форсунки: Закрытые, с многодырчатым распылителем.
Муфта опережения впрыскивания: Автоматическая, центробежного типа
Смазочная система: Смешанная: под давлением и разбрызгиванием.
Топливные фильтры: Два: грубой и тонкой очистки со сменными фильтрующими элементами.
Масляные фильтры: Два: полнопоточный со сменным фильтрующим элементом и тонкой очистки центробежный с реактивным приводом.
Водяной насос: Центробежный, с шестеренчатым приводом
Пусковое устройство: Стартер 2501.3708-01, постоянного тока, последовательного возбуждения, с электромагнитным приводом, номинальная мощность 8,2 кВт (11 л.с.), номинальное напряжение 28 В.
Распредвал и головка блока цилиндров ЯМЗ-240
Газораспределительный механизм (ГРМ) двигателя ЯМЗ-240 предназначен для наполнения камеры сгорания дизеля в установленные моменты времени воздухом и своевременного выпуска отработавших газов в окружающую среду.
Механизм газораспределения дизелей ЯМЗ-240М2 с верхним расположением клапанов и с нижним расположением распределительного вала состоит из распредвала, роликовых толкателей качающегося типа, трубчатых штанг, коромысел с регулировочными винтами, впускных и выпускных клапанов с пружинами, тарелками и сухарями.
Распределительный вал с закаленными шейками и кулачками — общий для цилиндров обоих рядов. Его изготовляют из стали. Все кулачки (24 штуки) одинакового профиля.
Продольное смещение вала ограничено упорным фланцем. К переднему торцу вала дизеля ЯМЗ-240 прикреплен эксцентрик для привода топливоподкачивающих насосов.
В стальные толкатели запрессованы каленые пяты для повышения работоспособности пар толкатель — штанга и установлены на игольчатых подшипниках ролики, постоянно прижимаемые к кулачкам распредвала.
Толкатели размещены на обшей полой оси, расположенной вдоль дизеля над распределительным валом и состоящей из трех отдельных частей.
Коромысла клапанов ЯМЗ-240 с бронзовыми втулками установлены на осях, запрессованных в стойки. Последние прикреплены к головке цилиндров шпильками с контролируемой затяжкой.
К бронзовым втулкам коромысел масло поступает через полые штанги, кольцевые канавки в ступицах толкателей, полую ось толкателей и канал в блок-картере.
Клапаны изготовляют из жаропрочной стали и подвергают термообработке. Диаметр тарелки впускного клапана 61 мм, выпускного — 48 мм.
Клапаны установлены в направляющих втулках и прижаты к седлам головок цилиндров каждый двумя цилиндрическими пружинами с разным направлением навивки.
Пружины крепят специальным замком, обеспечивающим проворачивание клапана при работе дизеля. Каждый цилиндр оснащен одним впускным и одним выпускным клапанами.
В процессе работы двигателя ЯМЗ-240М2 распредвал приводится во вращение через пару косозубых шестерен 5 и 6 (рис. 9, а) от хвостовика коленчатого вала.
Далее с помощью кулачков, толкателей и коромысел вращение преобразуется в возвратно-поступательное движение штанг и клапанов.
Привод распредвала является частью механизма, передающего также вращение от коленвала на дизеле ЯМЗ-240 масляному (через шестерни 2 и 1), водяному (через шестерни 2, 4 и 3) и топливному высокого давления (через шестерни 6, 7 и 5) насосам.
При сборке дизеля шестерни устанавливают по меткам.
В процессе работы детали газораспределительного механизма нагреваются и удлиняются. Поэтому для обеспечения плотной посадки клапанов в седлах между клапаном и коромыслом устанавливают зазор (тепловой) 0,25-0,3 мм.
Вследствие возможного биения сопрягаемых деталей механизма в процессе эксплуатации допускается увеличение зазора до 0,4 мм.
Из диаграммы фаз газораспределения видно, что впускные клапаны открываются за 20° до прихода поршня в в.м.т., когда выпускные клапаны еще открыты.
Перекрытие клапанов для обоих дизелей равно 40° по углу поворота коленчатого вала и введено для улучшения очистки цилиндров от отработавших газов и наполнения его воздухом.
Продолжительность открытия впускных и выпускных клапанов дизеля ЯМЗ-240М2 одинакова и равна 256 градусов по углу поворота коленчатого вала.
Ремонт головки блока цилиндров ЯМЗ-240
При эксплуатации возможно возникновение неисправностей ГРМ, для устранения которых необходима его разборка.
Головку блока цилиндров ЯМЗ-240 заменяют при обнаружении одного из следующих дефектов: трещины в стенках охлаждающей рубашки, нарушающие ее герметичность: утопание тарелки нового впускного клапана относительно плоскости разъема более чем на 2,7 мм и выпускного более чем на 3,2 мм; неплоскостность поверхности разъема головки с блоком цилиндров более 0,1 мм по всей длине.
Установку головки блока цилиндра производят в последовательности, обратной ее снятию. Перед установкой прокладки и крышки головки цилиндров смазывают графитовой смазкой УСА (ГОСТ 3333—80) с двух сторон.
При сборке затягивают гайки крепления форсунок, болты крепления осей коромысел и гайки шпилек крепления на головках цилиндров.
При наличии раковин, рисок и задиров фаски гнезд или седла клапанов обрабатывают шлифовальными кругами с направляющими хвостовиками.
Угол конуса шлифовальных кругов для обработки рабочих поверхностей седел впускных клапанов 121°-121°30, а седел выпускных 91°-91°30.
Для обработки нижней кромки рабочей поверхности седел впускных клапанов применяют шлифовальный круг с углом конуса 150, а для обработки верхней кромки — шлифовальный круг с углом конуса 60. После обработки ширина рабочей поверхности седла должна быть 2-2,5 мм.
У выпускного клапана двигателя ЯМЗ-240М2 дополнительно обрабатывают только нижнюю кромку шлифовальным кругом с углом конуса 150°. После обработки ширина рабочей поверхности седла 1,5-2 мм.
При дефектации клапанов к дальнейшей эксплуатации допускают клапаны с изгибом стержня (с биением рабочей поверхности тарелки относительно поверхности стержня) не более 0,03 мм и высотой цилиндрического пояска тарелки клапана не менее 0,5 мм.
Клапаны с рисками и раковинами на рабочих фасках шлифуют под углом 60°30-60°45 к вертикальной оси для впускного клапана и под углом 45°30-45°45 — для выпускного.
Втулки клапанов с трещинами, обломами и неплотной посадкой заменяют. При замене втулок головку цилиндров нагревают в кипящем содовом растворе, а втулки выдерживают в течение 24 ч в чистом моторном масле при комнатной температуре.
После запрессовки втулок обрабатывают их внутреннюю поверхность до размера 12-12,019 мм.
При износе отверстия в головке цилиндров под втулку (более 19,03 мм) развертывают отверстие до диаметра 19,2-19,22 мм, чтобы при запрессовке сохраниь натяг 0,02-0,05 мм.
Прокладки головок цилиндров с трещинами, вмятинами и разрывами выбраковывают.
Дата добавления: 2018-02-18 ; просмотров: 2464 ; Мы поможем в написании вашей работы!
Источник
Разработка технологического процесса восстановления головок цилиндров дизеля ЯМЗ — 240 Б
Автор работы: Пользователь скрыл имя, 11 Июня 2013 в 12:04, курсовая работа
Описание работы
Тенденция поиска путей снижения эксплуатационных расходов машин и технических устройств является устойчивым явлением в хозяйственной и экономической жизни общества. Немалую долю в эксплуатационных расходах занимают затраты на приобретение запасных частей взамен изношенных. Это приводит к необходимости развития методов восстановления изношенных деталей, позволяющих снизить затраты на приобретение запасных частей. Существующие способы восстановления характеризуются многообразием применяемых для восстановления физических процессов с различной трудоемкостью и по объему ресурсов затрачиваемых на осуществление восстановления.
Файлы: 1 файл
Kypc. Pa6oma. TBDM.docx
НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ВОССТАНОВЛЕНИЯ ГОЛОВОК ЦИЛИНДРОВ ДИЗЕЛЯ
КУРСОВАЯ РАБОТА ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«ТЕХНОЛОГИИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН»
Выполнил: студент 3509 группы
Проверил: Бут Г. П.
Тенденция поиска путей снижения эксплуатационных расходов машин и технических устройств является устойчивым явлением в хозяйственной и экономической жизни общества. Немалую долю в эксплуатационных расходах занимают затраты на приобретение запасных частей взамен изношенных. Это приводит к необходимости развития методов восстановления изношенных деталей, позволяющих снизить затраты на приобретение запасных частей. Существующие способы восстановления характеризуются многообразием применяемых для восстановления физических процессов с различной трудоемкостью и по объему ресурсов затрачиваемых на осуществление восстановления.
Мировая практика выработала достаточно эффективный способ обеспечения стареющего автомобильного парка запасными частями -резервирование гибких переналаживаемых мощностей (до 60% резервных мощностей крупные автомобильные фирмы используют для производства запасных частей на основе оперативных заявок) или развитая сеть предприятий по восстановлению деталей. Дополнительный толчок к развитию предприятий по восстановлению изношенных деталей даст, принятая во многих развитых странах, программа по утилизации старых автомобилей. Целью данной программы является вторичное использование 85% материалов от сухой массы автомобиля. Для новых моделей этот показатель должен быть достигнут к 2014 году. На восстановление деталей расходуется меньше металла, электроэнергии и труда, чем на изготовление новых. Экономическая целесообразность восстановления деталей определяется тем, что большая часть их выходит из строя вследствие естественного изнашивание рабочих поверхностей, сопровождаемого незначительной потерей металла по весу (не более 0,2 — 0,3%). Себестоимость большинства восстановленных деталей не превышает 10-30% себестоимости новых.
Новая экологическая экономика страны предусматривает уменьшение удельного расхода, сырья и энергии на единицу продукции (хотя бы в 2…3 раза) за счет создания и освоения ресурсосберегающих технологий и способах производства, в том числе и реновационные.
Реновация машин и механизмов даже с учетом выбраковки деталей и технологических загрязнений, наряду с экономией материальных, энергетических, трудовых и природных ресурсов, многократно снижает загрязгнение окружающей среды; это самая экологически чистая и энергосберегающее производство, не требующее значительных инвестиций, которому на сегодня нет экологической и экономической альтернативы.
Проблемы многократного снижения загрязнений окружающей среды при производстве продукции машиностроения кардинально могут решить крупные, средние и мелкие реновационные производства технических изделий, отслуживших свой первый эксплуатационный цикл и имеющих 70…80% остаточной долговечности. Технико-экономические основы и жизненная необходимость вторичного (реновационного) производства в России подтверждены наличием крупных ремонтных отраслей железнодорожного транспорта, речных и морских судов, оборудование машиностроения, сельскохозяйственной техники, автотранспорта.
Современные высокие технологии восстановления технических изделий одновременно с модернизацией обеспечивают их себестоимость до 30% новых и позволяет не только сохранить, но и значительно улучшить номинальные параметры, существенно увеличить ресурс машин, реализуя при этом экономический потенциал предприятия при минимальных затратах.
При восстановлении деталей машин в десятки раз меньше расходуется сырьевых и энергетических ресурсов, в таком же соотношении снижается количество загрязнений по сравнению с изготовлением деталей из первичных материалов, то есть экологичность восстановления изделий на 1 – 2 порядка выше по сравнению с новым изготовлением их из первичных ресурсов. Так, подчитано, что для производства 1 кг стали расходуется 1 кг кислорода, а перевод его в самые опасные соединения.
Реновация объектов и средств материального производства предусматривает значительное сокращение использования невозобновляемых ресурсов в сфере производства, снижение энергоемкости при производстве единицы продукции, снижения уровня загрязнения окружающей среды. Реновации машин и механизмов (продление их ресурса) путем грамотного и упреждающего технического обслуживания, капитальных ремонтов, повышение культуры применения смазочных материалов ни в коей мере не означает торможения НТП, а на оборот, позволяет с минимальными затратами внедрить новые технологические процессы, расширить номенклатуру товаров народного потребления, товаров промышленно-технического назначения, других технических изделий, обеспечивающих комфортность проживания человека на планете.
Продление ресурса рабочей машины путем восстановления исходных характеристик позволяет с затратами 10 … 50 % первоначальной стоимости иметь чистую «экономию» по экологии.
Модернизация рабочей машины позволяет выходить на новый уровень как технических возможностей машины(механизмов), так и путей решения экологических проблем.
Возникает особое требование к конструированию новых изделий, которые должны предусматривать варианты ускоренного ремонта их путем замены универсальных модулей, блоков и отдельных деталей, сохраняя при этом точность, надежность, долговечность рабочей машина(механизма) после реновации. Модернизация изделий при этом должна идти по пути повышения скоростей обработки; замена электроники, узлов привода, гидро- и пневноарматуры , деталей на более современные. Существенно возрастает роль механика (энергетика) на производствах, производящих любую продукцию. Роль эта состоит в том, чтобы все оборудование на этом предприятии стало вновь загруженным и работоспособным. Ремонт и модернизацию оборудования в настоящее время можно рассматривать как путь разработки новых рабочих машин с минимальными капиталовложениями на базе уже существующего парка машин, часть из которых совершенно не задействовано в производстве. При этом необходима стандартизация производственной экологичности изделий, как вновь выпускаемых, так и реновируемых. Такой законодательной документации в России пока нет.
В данной курсовой работе разрабатывается технологический процесс восстановления головки блока цилиндров дизеля ЯМЗ-240Б для условий специализированного цеха восстановления изношенных деталей.
- Изменение технического состояния головки цилиндров дизеля ЯМЗ-240Б в условиях работы и формирование дефектности
При сгорании топлива головка испытывает максимальные механические и термодинамические нагрузки, обуславливающие ее повышенный износ, она работает в жестких условиях теплового и силового нагружения.
Возможные дефекты головки цилиндров разнообразны по характеру и расположению. Клапанные седла в процессе работы подвергаются коррозионному воздействию газов , резкому изменению температуры и ударной нагрузке от клапанов. Вследствие тяжелых условий изнашивается рабочая поверхность клапанных гнезд и образуется нагар, что приводит к неплотному прилеганию клапанов, потере мощности двигателя и дальнейшему ускоренному разрушению рабочих частей седел и клапанов. Из-за негерметичности системы охлаждения, отказа вентилятора или термостата возникает перегрев двигателя. Это приводит к деформации привалочной плоскости, к трещинам и прогарам в стенках камер сгорания с одновременным повреждением поршней.
При срезании шпонки привода распределительного вала происходят удары поршней в клапаны. При этом не исключена их поломка, тарелки клапанов, попав между поршнем и головкой, способны повредить седла, поршни, стенки камеры сгорания. После таких случаев возможно появление трещин вголовке блока, поломка направляющих втулок клапанов и пр.
Под воздействием эксплуатационных факторов в конструктивных элементах головки цилиндров возникают характерные дефекты: повреждение резьбы шпилек и отверстий, риски и наволакивание металла на рабочих поверхностях; сколы и трещины, захватывающие рабочие фаски седел клапанов и нарушающие герметичность; износ отверстий направляющих втулок клапанов или ослабление посадки втулки в головке; износ рабочих фасок седел клапанов и пр.
Материал головки цилиндров – специальный чугун, твердость составляет НВ 200…220 ед., масса –55кг.
При наличии трещин и пробоин в зоне камеры сгорания, сильных тепловых деформациях, изменении физических свойств материала головки (повышенная хрупкость), значительном уменьшении сечения, головка цилиндров бракуется.
Вывод: головка цилиндров является высоконагруженной (механические и тепловые износы) деталью двигателя. По варианту задания головки цилиндров, поступившие на восстановление, имеют устойчивое сочетание дефектов № 1,3,6. Данные дефекты не приводят к катастрофичным отказам и не являются браковочными, поэтому восстановление головки возможно.
- Разработка ремонтного чертежа головки блока цилиндров дизеля ЯМЗ-240Б
Используя ремонтный чертеж головки цилиндров и информацию, полученную из карты технических условий на дефектацию, вычерчиваем ремонтный чертеж головки цилиндров. На ремонтном чертеже изображаем только те виды, разрезы и сечения, которые необходимы для ее ремонта. На ремонтном чертеже детали, поверхности, подлежащие восстановлению, выполнены сплошной толстой линией, остальные – тонкой линией. На данном чертеже также представлена таблица дефектов, в которой отражена информация о наименовании дефекта и таблица рекомендуемых способов восстановления, таблица ремонтных размеров и технические требования на восстановленную деталь.
Ремонтный чертёж представлен в графической части на формате А1.
- Разработка маршрутно-операцион ных технологических процессов восс тановления головки цилиндров дизеля ЯМЗ-240 Б
3.1 Обоснование выбора принципа структурирования операций
Разработка технологического процесса восстановления деталей является многовариантной задачей, так как ее решение связано с необходимость учета большего числа технических и организационно технологических факторов. И эта задача значительно более сложная по сравнению с аналогичной на изготовление детали. Это обусловлено тем, что восстанавливаемая деталь является специфичной «многоликой» заготовкой с более высокой степенью неоднородного состояния в сравнении с заготовкой на стадии изготовления.
Основываясь на ожидаемом годовом объеме заказов (350шт.) целесообразно определить тип производства как среднесерийный, что примерно отражает современный уровень запросов на услуги в сфере технического сервиса в АПК по восстановлению деталей.
В зависимости от сочетания, характера и количества дефектов, а также оценки типа производства по маршруту, в процессе разработки технологических процессов был выбран принцип концентрации переходов на операциях, то есть операции должны быть по возможности емкими по числу переходов.
Данный тип производства так же характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, восстанавливаемых периодически повторяемыми партиями (сериями), при заданном объеме ремонта.
3.2. Обоснование выбора рационального способа восстановления
конструктивных элементов головок блоков цилиндров дизеля
Выбор оптимального способа восстановления головки блока цилиндров по дефекту 1 (в соответствии с заданием- износ направляющих втулок клапанов) производится с использованием трех критериев:
По технологическому критерию, учитываем особенности подлежащих восстановлению поверхностей деталей, а так же технологические возможности соответствующих способов восстановления.
С учетом следующих факторов:
— конструктивно-технологических ограничений – головка цилиндров является корпусной деталью и имеет нормальные габаритные размеры (максимальный — по длине равен 250мм). Размеры головки цилиндров позволяют обрабатывать ее на универсальных металлообрабатывающих станках.
На головке имеются ровные плоскости и отверстия, эти поверхности используем для установки её на операциях восстановления. Базирование головки цилиндров может производиться на верхнюю плоскость с упором в гладкую боковую поверхность. Направляющие втулок клапанов ничем не закрыты и доступны для обработки рабочим инструментом.
Источник