Ремонт основных деталей судовых двигателей внутреннего сгорания
Основными дефектами поршневых пальцев являются износ рабочей поверхности, трещины, риски, задиры, выкрашивание цементированной поверхности, ослабление в местах посадки (в бобышках поршня). Если износ не превышает нормы, палец восстанавливают до номинальных размеров; для этого его хромируют, шлифуют и полируют. При износе выше предельного, а также при наличии трещин или выкрашивания рабочей поверхности пальцы заменяют новыми. Не допускается наличие рисок и забоин на наружных поверхностях пальцев.
Основные дефекты поперечин крейцкопфов — эллиптичность и конусность цапф, царапины, задиры, трещины в цапфах и изгиб. Неравномерный износ цапф в виде эллиптичности и конусности, царапины и задиры устраняют проточкой и шлифованием, а также ручной опиловкой по калибру. Если проточка недопустима по условиям прочности, цапфы наплавляют электросваркой и протачивают. При наличии трещин и изломов поперечины заменяют новыми. Дефекты ползунов, залитых баббитом, в виде износа, отставания и выкрашивания баббита на рабочих поверхностях устраняют перезаливкой. После этого ползуны собирают с крейцкопфами, и рабочие поверхности ползунов обрабатывают по размеру от оси цилиндра до параллели. Рабочие поверхности ползунов шабрят.
Основные дефекты шатунов тронкового двигателя — изгиб и скручивание стержня шатуна, а также износ втулки под палец. При наличии изгиба шатуны правят на прессе с нагревом. Скручивание устраняют путем деформации в сторону, обратную скручиванию. Шатуны, имеющие трещины, заменяют новыми. Втулку под поршневой палец заменяют новой.
Обрыв шатунных болтов приводит к наиболее серьезным авариям двигателя. Обязательной замене подлежат шатунные болты, имеющие следующие дефекты: остаточную деформацию (вытяжку), повреждение резьбы болта или гайки; забоины или надрывы болта, местные надиры, трещины, скручивание, ослабление посадки гайки на резьбе. Даже при отсутствии вышеуказанных дефектов шатунные болты подлежат освидетельствованию в сроки, предусмотренные инструкцией по эксплуатации. Для четырехтактных дизелей, кроме того, установлено предельное число часов работы шатунных болтов, по истечении которого необходима замена болтов независимо от их состояния.
Поршневые штоки при наличии износа, царапин и задиров протачивают и шлифуют. В случае изгиба шток правят с нагревом. Искривление фланца штока (если конструкцией предусмотрено такое соединение) устраняют проточкой; при наличии трещин штоки заменяют новыми.
У топливных насосов высокого давления дизелей наибольшему износу и повреждениям подвержены плунжерная пара, всасывающие и нагнетательные клапаны, а также приводы в узлах сочленения.
Ремонт топливной аппаратуры производится на специальном участке дизельного цеха либо на специализированном предприятии. Ремонт плунжерных пар топливных насосов заключается в промывке и дефектации деталей, механической обработке плунжеров и втулок, хромировании плунжеров, обработке после хромирования, подборе и взаимной притирке деталей, проверке плотности пар. Незначительные дефекты (риски, надиры, заедания) устраняют путем зачистки, расхаживания и притирки. При наличии значительных повреждений заменяют отдельные детали или целые комплекты. Притирку плунжеров производят на специальной доводочной бабке (рис. 112) или на токарном станке. Плунжер 3 сухарями 2 зажимают в цанге 1 бабки. Поверхность, подлежащую обработке, покрывают слоем притирочной пасты и притирают плунжер разрезным чугунным притиром 5, установленным в разрезную оправку 4. Регулируют оправку таким образом, чтобы притир не качался при перемещении вдоль плунжера. По мере притирки плунжера постепенно поджимают стяжной болт притира.
Механическую обработку рабочей поверхности втулки плунжера производят на специальном приспособлении самоцентрирующейся головкой 2 (рис. 113), которая покачивается в цапфах 1, расположенных в подшипниках корпуса 3. Втулку 9, подлежащую обработке, устанавливают в направляющей головке втулки 4, которая по наружной поверхности и заплечику может перемещаться в осевом направлении на 0,5—2,0 мм благодаря зазору между торцом и придерживающей планкой 5. Разрезной чугунный притир 8 устанавливают на коническую оправку 7, которую через шарнир 6 крепят к шпинделю станка.
Взаимную пригонку плунжера и втулок осуществляют притиркой. Доводку считают законченной, если плунжер, выдвинутый из втулки на 40—50 мм, в вертикальном положении под действием своей массы плавно опускается до упора в торец втулки. После этого проверяют плотность плунжерных пар путем опрессовки смесью машинного масла с дизельным топливом пробным давлением при температуре 18—20° С (291 — 293 К). Герметичность плунжерной пары считается удовлетворительной, если утечка не превышает 60—70 г/мин.
Ремонт клапанных пар топливных насосов заключается в восстановлении конусных поверхностей седел и клапанов. Неравномерный износ, риски, задиры и другие дефекты на этих поверхностях устраняют притиркой, пользуясь специальным приспособлением. После ремонта клапанные пары испытывают на плотность. После ремонта деталей и сборки топливный насос подвергают стендовым испытаниям.
Ремонт деталей форсунок обычно заключается в переукомплектовке прецизионных пар и доводочных операциях. После этого форсунки осматривают, притирочные поверхности годных деталей шлифуют, детали промеряют и сортируют по размерам. Распылители подбирают по иглам и по корпусу. Небольшие задиры или царапины на поверхности иглы форсунки аккуратно выводят притирочной пастой. Пригонку посадочных конусов и держателя иглы осуществляют притиркой с применением тонких притирочных материалов и окончательно — чистым маслом. Закончив сборку, форсунки подвергают стендовым испытаниям.
Основным дефектом клапанов механизма газораспределения являются неплотности между тарелкой и гнездом клапана из-за обгорания, царапин, забоин и трещин. Неплотности устраняют путем проточки, шлифования и последующей притирки клапана по гнезду. Операция притирки клапанов заключается в том, что на притираемую поверхность гнезда клапана наносят слой абразивной пасты и тарелке клапана придают возвратно-вращательное движение. Операция притирки считается законченной, когда притираемые поверхности получат равномерный матовый оттенок. Качество притирки проверяют по карандашным рискам: на притертую поверхность тарелки клапана наносят карандашом четыре — шесть радиальных рисок и поворачивают тарелку клапана относительно гнезда примерно на четверть оборота. Если следов карандашных рисок не остается, качество притирки считается удовлетворительным. Самый эффективный способ проверки качества притирки — керосиново-меловая проба.
При притирке клапанов применяют обычные ручные дрели или специальные приспособления и станки с механическим приводом.
Источник
Технология восстановления выпускного клапана двигателя NVD-48
Автор работы: Пользователь скрыл имя, 16 Июня 2013 в 08:39, курсовая работа
Описание работы
В процессе курсового проектирования решаются следующие задачи:
— анализ технологических возможностей и технико-экономических
показателей различных методов восстановления и упрочнения деталей;
-обоснование принципов системного подхода к выбору технологических методов восстановления и упрочнения деталей с целью обеспечения заданных параметров поверхностного слоя восстанавливаемых деталей;
-разработка технологического процесса восстановления и упрочнения деталей судового оборудования, в курсовом проекте разрабатывается технологический процесс восстановления выпускного клапана двигателя NVD 48 .
В курсовом проекте разработан технологический процесс восстановления уплотнительного пояска выпускного клапана среднеоборотного дизеля методом плазменно-порошковой наплавки.
Содержание работы
Введение
1. Технические характеристики объекта ремонта………………………..
1.1 Технические характеристики дизеля NVD 48……………………….
1.2 Назначение выпускного клапана двигателя…………………………..
1.3 Химические и физико-механические свойства клапана……………..
1.4 Анализ износов, повреждений и отказов выпускного клапана…….
2. Выбор и обоснование способа восстановления………………………
3. Разборка привода выпускного клапана……………………………….
4. Дефектация выпускного клапана……………………………………….
5. Выбор марки материала для нанесения покрытия………………….
6. Технология восстановления уплотнительного пояска выпускного клапана………………………………………………………………………..
6.1 Механическая обработка выпускного клапана……………………….
7. Сборка привода выпускного клапана…………………………………
8. Контроль качества и приемка………………………………………….
9. Испытание клапана……………………………………………………..
Заключение………………………………………………………………….
Маршрутная карта на восстановление выпускного клапана…………….
Список литературы…………………………………………………………
Файлы: 6 файлов
задание.doc
КП клапан(Лист 12).doc
Успешная работа морского транспорта в значительной мере определяется техническим состоянием и надежностью судового оборудования. В связи с этим особо важное значение приобретает совершенствование методов конструирования, расчетов, проектирования технологических процессов, обеспечивающих заданную надежность.
Повышение качества ремонта деталей судовых ДВС актуальная проблема, от решения которой зависят технико-экономические показатели работы флота. Важное место в решении этой проблемы принадлежит изучению и анализу действующих условий эксплуатации, технического состояния деталей ДВС, позволяющих увеличить сроки службы деталей, сократить объем и стоимость ремонтных работ. Качественная техническая эксплуатация двигателя увеличивает их долговечность, сокращает простои судов и повышает в итоге экономическую эффективность эксплуатации флота.
Основной целью курсового проектирования является: расширение и закрепление теоретических и практических знаний при решении конкретных технических и производственных задач; развитие навыков ведения самостоятельной работы; овладение методикой разработки технологических процессов.
В процессе курсового проектирования решаются следующие задачи:
— анализ технологических возможностей и технико-экономических
показателей различных методов восстановления и упрочнения деталей;
-обоснование принципов системного подхода к выбору технологических методов восстановления и упрочнения деталей с целью обеспечения заданных параметров поверхностного слоя восстанавливаемых деталей;
-разработка технологического процесса восстановления и упрочнения деталей судового оборудования, в курсовом проекте разрабатывается технологический процесс восстановления выпускного клапана двигателя NVD 48 .
В курсовом проекте разработан технологический процесс восстановления уплотнительного пояска выпускного клапана среднеоборотного дизеля методом плазменно-порошковой наплавки.
1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОБЪЕКТА
Объектом ремонта является выпускной клапан среднеоборотного дизеля. Непрерывно совершенствуется его конструкция, вместе с тем особенно актуальными становятся проблемы повышения эффективности работы судового дизеля и повышение срока службы.
В данном курсовом проекте разрабатывается технологический процесс восстановления выпускного клапана двигателя NVD 48 с изношенным слоем стеллитовой наплавки на уплотнительном пояске тарелки.
1.1 Технические характеристики двигателя NVD 48
Двигатель NVD48 — четырехтактный, реверсивный, с газотурбинным наддувом.
Технические характеристики двигателя NVD48:
— Расположение рабочих цилиндров……………рядное
— Частота вращения……………………………. .375 об/мин
— Среднее эффективное давление……………….0,56 МПа
— Удельный расход топлива………………… ……228 г/(кВт ч)
1.2 Назначение выпускного клапана дизеля NVD 48
Выпускной клапан входит в состав механизма газораспределения двигателя. Механизм газораспределения служит для управления процессами впуска воздуха в цилиндр и выпуска отработавших газов.
В четырехтактных дизелях органами газораспределения являются впускные и выпускные клапаны. Выпускной клапан предназначен для выпуска продуктов сгорания из цилиндра. Открывается клапан с опережением до прихода поршня в НМТ. Это необходимо, чтобы с целью улучшения очистки цилиндра начать ее раньше, используя перепад давления между цилиндром и выпускным трубопроводом, и обеспечить полное открытие клапана к моменту начала хода выталкивания газов поршнем. Закрывается клапан с запаздыванием, чтобы создать продувку цилиндра поступающим в него воздухом. Для обеспечения плотной посадки клапана на седло в приводе клапана предусматривают зазор (во время работы дизеля вследствие нагревания шток клапана удлиняется и зазор должен исчезать). Вертикальное расположение клапанов в цилиндровой крышке обеспечивает наименьший износ их штоков и направляющих втулок, а открытие внутрь цилиндра способствует плотному прилеганию к седлам за счет давления газов. При малых давлениях в цилиндре плотность закрытия клапана зависит от натяжения пружины.
1.3 Химические и физико-механические свойства
В курсовом проекте разрабатывается технология восстановления, и повышения износостойкости выпускной клапана из стали 40Х9С2 (ГОСТ 1133 – 71).
Химические свойства стали 40Х9С2 (сильхром):
Углерод (С) = 0,35 – 0,45%; Кремний (Si) = 2-3%;
Хром (Cr) =8,0 – 10,0%;
содержание примесей: Сера (S) 0,002%; Фосфор (P) 0,035%.
Механические свойства стали 40Х9С2:
Предел прочности , МПа 750
Предел текучести , МПа 500
Относительное удлинение , % 15
Твердость, НВ 175.
1.4 Анализ износов, повреждений и отказов выпускного клапана
Выпускные клапана — наиболее напряженные элементы дизеля. Они работают в условиях высоких температур и скоростей потока выхлопных газов, резких изменений температуры, а также химических и механических воздействий. Образующиеся на поверхности уплотнительного пояска окисные пленки разрушаются тем быстрее, чем выше скорость потока выхлопных газов и чем больше в нем различных механических примесей, выполняющих роль абразивных частиц. Процесс разрушения усиливается по мере повышения температуры газа вследствие ускорения процесса окисления металла. Имеет место газовая эрозия.
Несмотря на то, что клапаны изготавливают из высокопрочных жаростойких сталей, тяжелые условия их эксплуатации приводят к прогару уплотнительных поясков тарелок клапанов и выходу клапанов из строя задолго до отработки двигателем полного моторесурса. Преждевременный выход клапанов из строя приводит к необходимости демонтажа крышек цилиндров, что увеличивает эксплуатационные расходы, связанные с заменой клапанов. Поврежденные клапаны в процессе эксплуатации увеличивают расход топлива.
Замена изношенных клапанов связана с необходимостью значительных затрат на приобретение новых. Условия работы клапанов ДВС значительно ухудшаются в случае применения вязких сортов топлива, и снижается их наработка до отказа.
Быстрый износ посадочных поверхностей клапанов объясняется тем, что в процессе работы они подвергаются химическому и тепловому воздействию, и через посадочную поверхность в 3-5 раз отводится больше теплоты, чем через тарелку клапана.
Основным критерием обеспечения работоспособности клапанов является их стойкость против износа и коррозии. Она определяется состоянием посадочных
поверхностей тарелки и седла клапана. При неудовлетворительном состоянии клапанов происходит пропуск воздуха и газов в закрытом его состоянии.
Признаком неисправности клапанов, для которых характерно пропускание газов, является повышение температуры выпускных газов при одновременном снижении максимального давления и давления сжатия в рабочем цилиндре.
Ниже приводятся основные дефекты посадочных поверхностей, определяющие необходимость восстановления клапанов.
Характерными дефектами клапанов являются трещины и риски на
уплотнительном пояске тарелки клапана, скрытые дефекты в материале из-за наличия температурных напряжений, механических и ударных воздействий. Коробление и местное нарушение герметичности тарелки, связанное с образованием на фаске свищей, вызывает пропуск газов.
Перегрев тарелки клапана, коррозионные разрушения, механические повреждения, выработка, местное выгорание, наклеп на уплотнительном пояске тарелки клапана и седле, связанные с естественным изнашиванием, использованием высокосернистого топлива или плохой очисткой воздуха, являются характерными дефектами, и такие клапаны подлежат восстановлению. Наличие зазора между клапаном и направляющей втулкой связано с недостаточным количеством смазки, низким качеством материала уплотнительных поясков, естественным изнашиванием.
2. Выбор и обоснование способа восстановления
Восстановление изношенных судовых клапанов до настоящего времени является одной из нерешенных в полной мере проблем судоремонтного производства и требует своего дальнейшего изучения. Существует и применяется на практике много способов наплавки клапанов.
Самым простым и доступным для любого предприятия способом восстановления является механизированная электродуговая наплавка плавящимся электродом. Для этой цели применяются аустенитные электродные проволоки марок Св–06Х19Н19Т, Св–08Х19Н9Ф2С. Более часто на ремонтных предприятиях применяется способ аргонодуговой наплавки. В качестве неплавящегося электрода используют прутки из нитрированного вольфрама (ТУ 48–21–401–74).
Но эти способы имеют ряд недостатков: низкая производительность, значительные перемешивания основного металла с наплавленным, большой расход защитного газа.
Наиболее широкое применение на судоремонтных предприятиях находит способ плазменно-порошковой наплавки. Важным преимуществом плазменной наплавки являются: возможность сохранения исходного химического состава наплавленного металла в первом слое при обеспечении минимального перемешивания наплавленного с основным; широкий диапазон регулирования тепловложения в основной и присадочный материал; применение присадочных материалов в виде проволоки, ленты, порошка; высокая производительность процесса; хорошее формирование валика без наплывов и неровностей, что позволяет снизить припуски на механическую обработку.
Для плазменно-порошковой наплавки клапанов используют установку УПН–303–1 (рисунок 1), предназначенную для наплавки порошками на постоянном токе прямой и обратной полярности. Важным достоинством
1 – шкаф управления; 2 – источник питания; 3 – пульт управления работой
плазматрона; 4 – пульт управления стойки-манипулятора; 5 – стойка-ман-
ипулятор; 6 – механизм вращения клапана; 7 – система охлаждения плаз-
матрона; 8 – система подачи газа; 9 – бункер-дозатор; 10 – поворотная ко-
лона; 11 – система газораспределения; 12 – баллон с газом; 13 – электри-
ческая печь; 14 – манипулятор
Рисунок 1 – Схема установки УПН–303–1 для наплавки клапанов
установки является возможность получения импульсного режима наплавки, что позволяет регулировать длительность кристаллизации ванны, а следовательно, снизить температуру нагрева клапана.
Плазменная наплавка считается одним из прогрессивных способов восстановления и упрочнения клапанов и исходя из проведенного анализа достоинств и недостатков вышеперечисленных способов для разработки технологии восстановления выпускного клапана двигателя NVD 48 принимается метод плазменно-порошковой наплавки.
3. Разборка привода выпускного клапана
Разборка привода выпускного клапана осуществляется в следующей последовательности :
- Демонтируется верхняя часть корпуса на приводе клапана;
- Снимаются штанги с верхними частями корпуса;
- Снимаются стойки с рычагами;
- Вынимается толкатель в сборе из корпуса привода и разбирается на следующие детали:
- толкатель, который состоит из таких деталей как: верхняя часть толкателя, направляющая и нижняя часть толкателя;
- выпускной клапан, который разбирается в следующей последовательности:
- снимаются переливные патрубки с корпуса выпускного клапана;
- снимают сам выпускной клапан, который состоит из таких деталей как: корпус клапана, направляющая пружины, пружина, клапан и игольчатый подшипник.
- После этого все снятые узлы и детали маркируются бирками, отверстия заглушаются деревянными пробками, так же заглушается место крепления привода выпускного клапана на дизеле. Все узлы и детали транспортируются на участок мойки и дефектации.
4. Дефектация выпускного клапана
Дефектация является частью ТП восстановления деталей и выполняется на основании требовании технических условий. В процессе дефектации определяется техническое состояние деталей, подразделяя их на годные и негодные и требующие восстановления. Принимается решение на технически возможное и экономически целесообразное восстановление деталей. От качества дефектации зависит качество и стоимость восстановленных деталей.
Источник