2018-03-09
527
Федеральное агенство морского и речного транспорта
Красноярский институт водного транпорта (филиал)
Федерального ГОСУДАРСТВЕННОГО Бюджетного образовательного
Учреждения высшего образования
«СИБИРСКИЙ государСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ водного транспорта»
Курсовая работа
по дисциплине (модулю): МДК 01.01. «Основы эксплуатации технического обслуживания и ремонта судового энергетического оборудования»
«Расчет ХАРАКТЕРИСТИК ИЗНОСА и ВОСТАНОВЛЕНИЯ ШЕЕК КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА СУДОВОГО ДИЗЕЛЯ»
| Согласовано: | Руководитель: | |
| подпись дата | подпись дата | |
| Выполнил: | ||
| подпись дата |
Красноярск 2018 г.
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ. 3
1. ОСНОВЫ СТАРЕНИЯ И РАСЧЕТЫ ИЗНОСОВ ДЕТАЛЕЙ СУДОВЫХ МЕХАНИЗМОВ.. 4
2. ОБНАРУЖЕНИЕ УСТАЛОСТНЫХ ПОВРЕЖДЕНИЙ КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ МАГНИТОПОРОШКОВЫМ МЕТОДОМ.. 10
3. ВОССТАНОВЛЕНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ СРЕДНЕОБОРОТНЫХ ДИЗЕЛЕЙ НАНЕСЕНИЕМ ПОКРЫТИЙ.. 14
4. РЕМОНТ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКОЙ.. 19
5. СБОРКА КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА С ПОДШИПНИКАМИ ПОСЛЕ РЕМОНТА.. 22
ВВЕДЕНИЕ
В процессе эксплуатации детали, узлы и в целом механизмы под действием различных факторов теряют свои первоначальные свойства и качества, приданные им при изготовлении и ремонте.
Вследствие этого ухудшаются его технико-эксплуатационные показатели СЭУ и для их восстановления необходимо проводить различные виды ремонта.
В настоящее время, капитальный ремонт судовых дизелей производится в специализированных цехах, технологический процесс ремонта двигателей предусматривает выполнение операций: демонтажа навесных агрегатов и приборов с проведением их ремонта, общей мойки дизеля, разборки его на детали, мойки и очистки деталей, их дефектации различными методами, восстановления работоспособности изношенных деталей, узловой и общей сборки дизеля, его испытания и окраски.
Ремонт судового валопровода начинается с разборки и дефектации его элементов. После ремонта деталей валопровода в цеховых условиях производится его сборка на судне и центровка одним из методов: по изломам и смещениям или по нагрузкам на подшипники.
В процессе ремонта валопровода может производиться его конструкторско-технологическая модернизация, например замена шпоночного соединения гребного винта с валом на безшпоночное гидропрессовое.
К основным видам износов, приводящих к выбраковке коленчатых валов судовых дизелей, относится изменение формы и размеров шеек, нарушение параллельности осей шатунных и коренных шеек, возникновение трещин.
В процессе дефектации определяется техническое состояние коленчатого вала. По результатам дефектации принимается решение о восстановлении работоспособности коленчатого вала. Восстановление валов с размерным износом может быть осуществлено механической обработкой шеек на ремонтный размер или наращиванием металла плазменным напылением, хромированием с последующей механической обработкой до требуемого диаметра шеек. Работоспособность коленчатых валов с трещинами в отдельных случаях обеспечивается выборкой их специальным инструментом.
ОСНОВЫ СТАРЕНИЯ И РАСЧЕТЫ ИЗНОСОВ ДЕТАЛЕЙ СУДОВЫХ МЕХАНИЗМОВ
Основными причинами образования износов деталей судовых механизмов является трение и усталость металла. Изнашиванию от трения подвергаются в процессе эксплуатации сопряжённые поверхности деталей. Под воздействием различных процессов, возникающих в пятнах касания (микрорезание, упругое и пластическое деформирование, схватывание окисных пленок и чистых металлов) происходит разрушение металла, изменяется форма и размеры деталей. размерный износ определяется микрометрированием с помощью измерительного инструмента, обеспечивающего точность измерения от 0,002 до 0,010 мм. На основании данных, полученных при измерениях, рассчитывают фактические износы, скорости изнашивания и сроки службы деталей, а также ресурсы машин.
Таблица 1.1 Исходные данные для расчета диаметра изношенной шейки коленчатого вала
| марка дизеля | Диаметр шейки, мм | Ресурс до среднего ремонта Т, тыс.ч. | Наработка t, тыс. ч. | Расчетный диаметр шейки dрасч., мм |
| 6ЧСП18/22 | Коренная dр=134,730 | 18 | 20 | 149,323 |
Радиальный износ шейки коленчатого вала за время наработки t:
(1)
где dH – первоначальный диаметр шейки коленчатого вала, мм;
d1 – диаметр шейки после наработки t, мм.
При анализе износов деталей судовых машин различают фактическую, среднюю и нормативную скорость изнашивания, которые определяют по следующим формулам:
фактическая скорость изнашивания
(2)
средняя скорость изнашивания
(3)
где N – число измеряемых деталей (шеек).
Таблица 1.2 Расчет средней скорости изнашивания
| № | dр, мм | d1, мм | W, мм | ξф∙103, мм/т.ч. | ξСР, мм/т.ч. |
| 1 |
134,730
| 134,637 | 0,0465 | 2,3 |
3,36
|
| 2 | ,635 | 0,0475 | 2,4 | ||
| 3 | ,626 | 0,052 | 2,6 | ||
| 4 | ,625 | 0,0525 | 2,6 | ||
| 5 | ,614 | 0,058 | 2,9 | ||
| 6 | ,617 | 0,0565 | 2,8 | ||
| 7 | 616 | 0,057 | 2,85 | ||
| 8 | ,615 | 0,0575 | 2,88 | ||
| 9 | ,615 | 0,0575 | 2,88 | ||
| 10 | ,607 | 0,0615 | 3,07 | ||
| 11 | ,603 | 0,0635 | 3,18 | ||
| 12 | ,605 | 0,0625 | 3,13 | ||
| 13 | ,604 | 0,0630 | 3,15 | ||
| 14 | ,606 | 0,0620 | 3,10 | ||
| 15 | ,604 | 0,0630 | 3,15 | ||
| 16 | ,606 | 0,0620 | 3,10 | ||
| 17 | ,605 | 0,0650 | 3,25 | ||
| 18 | ,605 | 0,0625 | 3,13 | ||
| 19 | ,594 | 0,0680 | 3,40 | ||
| 20 | ,594 | 0,0680 | 3,40 | ||
| 21 | ,597 | 0,0665 | 3,33 | ||
| 22 | ,597 | 0,0665 | 3,33 | ||
| 23 | ,596 | 0,0670 | 3,35 | ||
| 24 | ,596 | 0,0670 | 3,35 | ||
| 25 | ,596 | 0,0670 | 3,35 | ||
| 26 | ,595 | 0,0675 | 3,38 | ||
| 27 | ,595 | 0,0675 | 3,38 | ||
| 28 | ,595 | 0,0675 | 3,38 | ||
| 29 | ,586 | 0,0720 | 3,75 | ||
| 30 | ,587 | 0,0715 | 3,58 | ||
| 31 | ,585 | 0,0725 | 3,63 | ||
| 32 | ,584 | 0,0730 | 3,65 | ||
| 33 | ,584 | 0,0730 | 3,65 | ||
| 34 | ,587 | 0,0715 | 3,58 | ||
| 35 | ,586 | 0,0720 | 3,60 | ||
| 36 | ,585 | 0,0725 | 3,63 | ||
| 37 | ,585 | 0,0725 | 3,63 | ||
| 38 | ,573 | 0,0785 | 3,93 | ||
| 39 | ,574 | 0,0780 | 3,90 | ||
| 40 | ,577 | 0,0765 | 3,83 | ||
| 41 | ,576 | 0,0770 | 3,85 | ||
| 42 | ,575 | 0,0775 | 3,88 | ||
| 43 | ,564 | 0,083 | 4,15 | ||
| 44 | ,565 | 0,0825 | 4,13 | ||
| 45 | 134,555 | 0,0875 | 4,3 |
Таблица 1.3 Результаты статической обработки скоростей Изнашивания шеек коленчатого вала
| №№ интервала | ξNmin=2,3∙10-3 мм/т.ч. ξNmax=4,3∙10-3 мм/т.ч. ∆ξ10=0,2∙10-3 мм/т.ч. | ||||
| Скорость изнашивания, мм/тыс. ч. | Количество значений скоростей изнашивания nξi | Вероятность появления значений скоростей изнашивания в каждом интервале pi | |||
| Наименьшая ξimin∙10-3 | Наибольшая ξimax∙10-3 | Средняя ξiср∙10-3 | |||
| 1 | 2,3 | 2,5 | 2,4 | 2 | 0,044 |
| 2 | 2,51 | 2,71 | 2,61 | 2 | 0,044 |
| 3 | 2,72 | 2,92 | 2,82 | 5 | 0,111 |
| 4 | 2,93 | 3,13 | 3,03 | 5 | 0,111 |
| 5 | 3,14 | 3,34 | 3,24 | 6 | 0,133 |
| 6 | 3,35 | 3,55 | 3,45 | 8 | 0,177 |
| 7 | 3,56 | 3,76 | 3,66 | 9 | 0,200 |
| 8 | 3,77 | 3,97 | 3,87 | 5 | 0,111 |
| 9 | 3,98 | 4,18 | 4,08 | 2 | 0,044 |
| 10 | 4,19 | 4,39 | 4,29 | 1 | 0,022 |
Для определения среднего квадратического отклонения σξ производят (табл. 1.3.) статическую обработку скоростей изнашивания N деталей в следующем порядке:
· по массиву полученных расчетом скоростей изнашивания выбирают наименьшее ξNmin и наибольшее ξNmax их значение;
· определяют полигон рассеяния значений скоростей изнашивания
(4)
· разбивают полигон рассеяния скоростей изнашивания на десять равных интервалов ∆ξ10;
· вычисляют средние значения скоростей изнашивания в каждом интервале ξсрi и количество значений скоростей nξi, попадающих в каждый интервал;
· для каждого интервала скоростей изнашивания рассчитывают вероятность pi появления значений скоростей изнашивания данного интервала в общей совокупности N по формуле:
(5)
По данным таблицы 1.3. строим гистограмму распределения скоростей изнашивания.
Расчет основных параметров распределения производят по следующим формулам:
Математическое ожидание
(6)
среднее квадратическое отклонение
Все вычисления удобно производить в табличной форме (табл. 1.4.).
Таблица 1.4 Расчет математического ожидания и среднего квадратичного отклонения
| №№ интервала | ξicр∙103 | nξi | ξicp∙nξi | ξicp-M(ξ) | [ξicp-M(ξ)]2 | [ξicp-M(ξ)]2∙nξi |
| 1 | 2,3 | 2 | 4,6 | -0,9 | 0,81 | 1,620 |
| 2 | 2,51 | 2 | 5,2 | -0,69 | 0,476 | 0,952 |
| 3 | 2,72 | 5 | 13,6 | -0,48 | 0,230 | 1,150 |
| 4 | 2,93 | 5 | 14,65 | -0,27 | 0,073 | 0,365 |
| 5 | 3,14 | 6 | 18,84 | -0,06 | 0,003 | 0,018 |
| 6 | 3,35 | 8 | 28,4 | 0,15 | 0,022 | 0,176 |
| 7 | 3,56 | 9 | 32,04 | 0,36 | 0,130 | 1,170 |
| 8 | 3,77 | 5 | 18,85 | 0,57 | 0,325 | 1,625 |
| 9 | 3,98 | 2 | 7,96 | 0,78 | 0,608 | 1,216 |
| 10 | 4,19 | 1 | 4,19 | 0,99 | 0,980 | 0,980 |
Параметр распределения скоростей изнашивания вычисляется по формуле:
(7)
принимаем т=6.
Нормативная (предельная) скорость изнашивания:
(8)
где ξmin – минимальная скорость изнашивания в партии контролируемых деталей, мм/тыс. ч.;
k80 – коэффициент функции распределения скоростей изнашивания, принимаем в зависимости от т из [1].
K80=15,8.
Диаметр шейки коленчатого вала, подлежащей восстановлению до номинального размера:
. (9)
