Совершенствование технологии восстановления шеек коленчатых валов локальной приваркой разрезной ремонтной втулки тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.20.03, кандидат технических наук Федорищев, Алексей Александрович

• Федорищев, Алексей Александрович
• кандидат технических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат технических наук Федорищев, Алексей Александрович

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Технические требования к коленчатым валам.

1.2 Технологические методы восстановления шеек коленчатых валов.

1.3 Механические свойства сварного соединения.

1.4 Типичные дефекты сварных швов.

1.5 Особенности аргонно-дуговой сварки.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование технологии восстановления шеек коленчатых валов локальной приваркой разрезной ремонтной втулки»

Одной из главных задач экономического и социального развития России является повышение темпов и эффективности развития экономики на базе ускорения научно-технического прогресса, технического перевооружения производства, интенсивного использования созданного производственного потенциала и достижение на этой основе дальнейшего подъёма жизненного уровня народа.

Дальнейший подъём сельского хозяйства - одно из основных направлений экономического и социального развития страны.

Рост технической вооружённости сельского хозяйства вызывает необходимость повышения эффективности использования машин и орудий и в том числе улучшения качества их ремонта и восстановления изношенных деталей.

Повышение качества ремонта автомобилей, тракторов и их агрегатов позволяет сократить расход запасных частей при их эксплуатации. Одним из основных путей повышения качества ремонта тракторов и автомобилей является совершенствование технологий восстановления их базовых деталей.

В развивающейся науке о ремонте машин всё большее значение приобретают задачи повышения их надёжности и долговечности, решение которых позволит повысить качество отремонтированной техники, увеличить производительность труда и более полно и эффективно использовать её ресурс, что обеспечит значительную экономию материальных и трудовых ресурсов в народном хозяйстве.

Известно, что ресурс двигателя в значительной мере определяется состоянием шеек коленчатого вала, износ которых приводит к потере давления масла и выходу двигателя из эксплуатации. Коленчатый вал является наиболее дорогой и ответственной деталью двигателя, поэтому его качественное восстановление имеет огромное значение для снижения затрат при капитальном ремонте автотранспортных и тракторных двигателей.

Наиболее известными способами восстановления изношенных поверхностей валов являются напыление, наплавка и наварка различных металлов. Эти способы имеют ряд существенных недостатков, основные из которых следующие: сложность и дороговизна специального технологического оборудования; низкая износостойкость восстановленной шейки или сопрягаемого с ней вкладыша; высокие технологические напряжения, вносимые в коленчатый вал; сильный нагрев вала и его деформация. Совершенствование технологий восстановления шеек коленчатых валов и поиск новых способов нанесения металлопокрытий на их изношенные поверхности является актуальной задачей ремонтного производства.

Целью работы:

Является разработка технологии восстановления шеек автотракторных коленчатых валов путём локальной приварки закалённых разрезных ремонтных втулок в условиях мелкосерийного производства.

Объектом исследования:

Являлись коленчатые валы, которые невозможно восстановить шлифованием в очередной ремонтный размер.

Предмет исследования:

Технологические операции, связанные с приваркой закаленной ремонтной разрезной втулки к восстанавливаемой шейке вала.

Научная новизна работы.

1. Расчётно-теоретический метод определения минимальной толщины ремонтной втулки, привариваемой на восстанавливаемую поверхность шейки коленчатого вала;

2. Методика определения натяга и напряжений в приваренной ремонтной втулке;

3. Технологические факторы, определяющие технологические напряжения в приваренной ремонтной втулке и условия ее надёжной работы при знакопеременной нагрузке. Практическая значимость:

Предложен технологический процесс восстановления шеек коленчатых валов локальной приваркой закалённой ремонтной разрезной втулки для условий мелкосерийного ремонтного производства.

Этот процесс позволяет обеспечить применение минимально необходимой толщины стальной ленты, минимально необходимые припуски на обработку шеек вала шлифованием, высокое качество восстановленной поверхности шеек (выполнение требований чертежа по твёрдости, шероховатости, отклонениям формы и размерам), восстановить не только аварийные шейки в необходимый размер, но и восстановить шатунные и коренные шейки коленчатого вала в номинальный размер при их предельном износе, сохранить усталостную прочность восстановленного вала на прежнем уровне.

Разработана специальная технологическая оснастка, позволяющая реализовать разработанный технологический процесс.

Реализация результатов работы:

Разработанный технологический процесс восстановления шеек коленчатых валов автотракторных двигателей с применением локальной приварки закалённой разрезной ремонтной втулки прошёл опытную проверку и внедрён в научно-производственной лаборатории кафедры ТКМ СПГАУ. По этой технологии восстановлены более сотни коленчатых валов.

Апробация работы:

Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава СПГАУ в 2000- 2005 годах.

Публикации:

По результатам исследования опубликованы 4 статьи и получен патент на способ восстановления шеек коленчатых валов.

Структура и объём работы:

Диссертация состоит из введения, 5 основных разделов, общих выводов, списка использованной литературы из 65 наименований и приложений. Объём работы составляет 107 страниц машинописного текста, включая 27 рисунков и 21 таблицы.

Заключение диссертации по теме «Технологии и средства технического обслуживания в сельском хозяйстве», Федорищев, Алексей Александрович

Основные результаты и положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Зуев А.А., Арсентьев А.В., Федорищев А.А. Технология восстановления шеек коленчатых валов // Двигателестроение. - СПб. - 2006. - № 3. - С. 40-42.

Статьи:

2. Федорищев А.А. Методика определения основных параметров стальной свёртной ленты: Сб. науч. тр. СПГАУ 2002. Вып.З, стр. 59.

3. Зуев А.А., Федорищев А.А. Совершенствование технологии восстановления шеек коленчатых валов автотракторных двигателей: сб. науч. тр. СПГАУ 2004,стр.160.

4. А. Арсентьев, А. Федорищев. Методика определения напряжений в сопряжении «Разрезная втулка - шейка вала» сб. науч. тр. СПГАУ 2005,стр.8. .10.

5. Патент РФ №2235009. Способ восстановления коленчатого вала и коленчатый вал. /Зуев А.А., Цыплаков В.Г., Федорищев А.А.// Опубликовано 27.08.2004. Б.И. №24.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Федорищев, Алексей Александрович, 2007 год

1. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. Изд. 2. перераб. и доп. М: Наука, 1976.-280с.

2. Артамонов М.Д., Морин М.М., Скворцов Г.А. Основы теории и конструирования автотракторных двигателей. М.: Высшая школа, 1978. -133с.

3. Артемьев Д.Н. Качество ремонта и надёжность машин в сельском хозяйстве. М.: Колос, 1981. - 239с.

4. А. Арсентьев, А. Федорищев. Методика определения напряжений в сопряжении «Разрезная втулка шейка вала» сб. науч. тр. СПГАУ 2005,стр.8. 10.

5. Балакшин B.C. Основы технологии машиностроения. М.: Машиностроение, 1969. - 559с.

6. Белов А.Д., Зуев А.А., Вальдман Т.Ю. Микротвёрдость гнёзд коренных опор блоков цилиндров, восстановленных контактной приваркой стальной ленты / Совершенствование ремонта с.-х. техники: сб. научных трудов JL: 1983. - С. 34 - 38.

7. Большое J1.H.,Смирнов Н.В. Таблицы математической статистики. -М.: Наука,1965.-474с.

8. Бородский В.З. Введение в факторное планирование эксперимента. -М.: Наука, 1976.-220с.

9. Быховский Р.Г. Плазменная обработка металлов на Ленинградских предприятиях // Сварочное производство. 1983. - №10. - С. 36.

10. Ю.Волков. П.В. Наплавка порошковой проволокой деталей автомобиля // Автоматическая сварка, 1971.- №8.

11. П.Горохов В.А.,Руденко П.А. Ремонт и восстановление коленчатых валов// М.: Колос 1978. 160с.

12. Воловик E.JI. Справочник по восстановлению деталей. М.: Колос, 1981.-351с.13: Диденко A.M., Строков А.П., Водолажский В.И. Дизели СМД: Справочник. Агропромиздат, 1990. - 272с.

13. Доманьков В.М. Пути повышения качества ремонта и долговечности автотракторных двигателей. Минск: Изд. Академия с.-х. наук БССР, 1960.-43с.

14. Егоров М.Е., Дементьев В.И., Дмитриев B.JI. Технология машиностроения: Учебник для вузов. Изд.2-е, доп. М.: Высшая школа, 1976. -534с.

15. Елизаветин М.А. Повышение надёжности машин. Изд.2-е, перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1973. - 430с.

16. Ермолов JI.C., Кряжков В.М., Черкун В.Е. Основы надёжности сельскохозяйственной техники. М.: Колос, 1974. - 223с.18.3уев А.А., Гуревич Д.Ф. Технология сельскохозяйственного машиностроения. М.: Колос, 1980. 256с.

17. Казаков Ю.В. «Сварка и резка металлов» Учебное пособие: М. Издательский центр «Академия», 2000 400с.20.3уев А.А., Арсентьев А.В., Федорищев А.А. Технология восстановления шеек коленчатых валов // Двигателестроение. СПб. - 2006. - № 3. - С. 40-42.

18. Зуев А.А., Федорищев А.А. Совершенствование технологии восстановления шеек коленчатых валов автотракторных двигателей / Проблемы аграрной науки на современном этапе: Сб. науч. трудов СПбГАУ. -СПб., 2004. 240 с.

19. Зуев А.А. Технология машиностроения. 2-е изд., испр. и доп. СПб.: Лань, 2003.-496с.

20. Казарцев В.И. Ремонт машин (тракторов, автомобилей и сельскохозяйственных машин), М. -Д.: Гос. изд-во с.-х. литературы, 1961 - 583с.

21. Карелин П.А. Допускаемые износы деталей и их размерная связь // Техника в сельском хозяйстве. 1983. - №7. - С.52 - 53.

22. Зуев А.А., Федорищев А.А. Совершенствование технологии восстановления шеек коленчатых валов автотракторных двигателей: сб. науч. тр. СПГАУ 2004,стр.160.

23. Колчин А.И., Демидов В.П. Расчёт автомобильных и тракторных двигателей: Учебное пособие. 2-е изд. перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1980.-400с.

24. Кривенко П. М., Федосов И. М., Аверьянов В.Н. Ремонт дизелей сельскохозяйственного назначения. М. : Агропромиздат, 1990.-271 с.

25. Крагельский И.В., Алисин В.В. Трение, изнашивание и смазка: Справочник в 2-х кн. -М: Машиностроение, 1978, кн.1, С.84 97.

26. Кряжков В.М. Научные основы восстановления работоспособности сопряжений деталей сельскохозяйственных тракторов применением металлопокрытий и упрочняющей технологии: Автореф. дис. докт. техн. наук. JL, 1973. 50с.

27. Кряжков В.М. Надёжность и качество сельскохозяйственной техники. -М.: Агропромиздат, 1989. 335с.

28. Лахтин Ю.М. Исследование и техническая обработка металлов. 3-е изд. М.: Металлургия, 1984. - 360с.

29. Левитский Г.С. Износоустойчивые гальванические покрытия / Повышение износостойкости и срока службы машин. М.: АН СССР, 1953.

30. Лившиц Л.Г., Поляченко А.В. Восстановление автотракторных двигателей. М.: Колос, 1966. - 479с.

31. Федорищев А.А. Методика определения основных параметров стальной свёртной ленты: Сб. науч. тр. СПГАУ 2002. Вып.З, стр. 59.

32. Матанин А.А. Технологические методы повышения долговечности деталей машин. Киев: Техника, 1971. - 144с.

33. Металлография железа. М.: Металлургия, 1972. - т.1. Основы металлографии. 1972. - 246с.

34. Методика расчётной оценки износостойкости поверхностей трения деталей машин. ВНИИНМАШ. М., 1979.

35. Мишин И.А. Износостойкость деталей автотракторных двигателей. -JL: Машгиз., 1960.-139с.

36. Мишин И.А. Долговечность двигателя. JL: Машиностроение, 1976. -288с.

37. Патент РФ №2235009. Способ восстановления коленчатого вала и коленчатый вал. /Зуев А.А., Цыплаков В.Г., Федорищев АЛЛ Опубликовано 27.08.2004. Б.И. №24.

38. Проников А.С. Надёжность машин. М.: Машиностроение, 1978. 591с.

39. Ремонт автомобилей / Под ред. JI.B. Дехтеринского. М.: Транспорт, 1992.-295с.

40. Ремонт машин / Под ред. Тельнова Н.Ф. М.: Агропромиздат, 1992. -560с.

41. Селиванов А.И., Артемьев Ю.Н. Теоретические основы ремонта и надёжности сельскохозяйственной техники. М.: Колос, 1978. - 248с.

42. Сковородин В.Я. Долговечность сопряжений деталей отремонтированной сельскохозяйственной техники. Дис. докт. техн. наук. JI., 1985, - 567с.

43. Сковородин В.Я., Кавин В.П. Исследование соосности гнёзд коренных подшипников блоков двигателей СМД-14 при капитальном ремонте: -Записки ЛСХИ, Л.: ЛСХИ, т.316,1976. С.15 19.

44. Соколовский А.П. Научные основы технологии машиностроения. М. - Л.: Машгиз, 1955. - 575с.

45. Солонин И.С. Математическая статистика в технологии машиностроения. -М.: Машиностроение, 1972. 197с.

46. Справочная книга по технологии ремонта машин в сельском хозяйстве / Под ред. А.И.Селиванова. М.: Колос, 1975. 600с.

47. Справочник по триботехнике. / Под общей ред. М.Хебды, А.В. Чики-надзе. В 3 т. Теоретические основы. М.: Машиностроение, 1989. - Т 1.-С. 268-282.

48. Справочник технолога-машиностроителя в 2 т. / Под ред. канд. техн. наук А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. М.: Машиностроение, 1972. -Т 1. 694с.

49. Сулима A.M., Шилов В.А., Ягодкин Ю.Д. Поверхностный слой и эксплуатационные свойства деталей машин. М.: Машиностроение, 1988. -231с.

50. Табор Д. Вопросы трения металлов // ПММ. 1953, №3.

51. Теоретические основы сварки / Под ред. В.В.Фролова, М.: Высшая школа, 1970. - 592с.

52. Тихонов Б., Тихонов Е. Восстановление напылением. А.Т.К. 1982, №2. С.20-21.

53. Ульман И.Е., Тонн Г.А. и др. Ремонт машин. М.: Колос, 1976. - 448с.

54. Хасуй А., Моричаки О. Наплавка и напыление (пер. с яп.) Машиностроение, 1985.-238с.

55. Чепа П.А., Андрияшин В.А. Эксплуатационные свойства упрочнённых деталей / Под ред. О.В. Берестнева. М.: Наука и техника, 1988. - 192с.

56. Черновол М.И., Поединок С.Е., Степанов Н.Е. Повышение качества восстановления деталей машин. К.: Техника, 1983. - 168с.

57. Черноиванов В.И. Совершенствование технологии и повышение качества восстановления деталей сельскохозяйственной техники: Дис. докт. техн. наук. -М., 1983. -461с.

58. Шадричев В.А. Основы технологии автостроения и ремонт автомобилей. JI.: Машиностроение, 1976. - 560с.

59. Шкалис В.В. Моделирование технологических процессов. М.: Машиностроение, 1973. - 136с.

60. Шехтер С.Я., Резницкий A.M. Наплавка металлов. М.: Машиностроение, 1982. С.34.

61. Якушев А.И. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения: Учебник. 5-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1979.-343с.

62. Ящерицын П.И., Рыжов З.В., Аверченко В.И. Технологическая наследственность в машиностроении. Минск: Наука и техника, 1977. -258с.