|
Федеральное агентство морского и речного транспорта Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ МОРСКОГО И РЕЧНОГО ФЛОТА имени адмирала С. О. МАКАРОВА |
ИНСТИТУТ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА
Кафедра технологии судоремонта
Курсовой проект
на тему «РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ СУДОВЫХ СРЕДНЕОБОРОТНЫХ ДИЗЕЛЕЙ»
по дисциплине «Технология судоремонта»
Выполнил студент Рябков А.А., СМ-41
Проверил преподаватель Горбаченко Е. О.
Санкт-Петербург
2025 г
СОДЕРЖАНИЕ
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 бесшпоночное гидропрессовое.
Коленчатый вал – одна из наиболее сложных по исполнению, дорогостоящих и ответственных деталей.
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.
При 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.
1 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.
Запишем исходные данные в таблицу 1.1:
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 |
dр =134,730 |
18 |
20 |
134,567 |
Радиальный износ шейки коленчатого вала за время наработки t:
где dH – первоначальный диаметр шейки коленчатого вала, мм;
d1 – диаметр шейки после наработки t, мм.
Скорость изнашивания определяют по следующим формулам:
Фактическая скорость изнашивания:
,
мм/тыс.ч
Средняя скорость изнашивания:
где N – число измеряемых деталей (шеек).
Рассчитаем среднюю скорость изнашивания шейки вала, используя диаметр шейки, диаметр изношенных шеек коленчатых валов от номинального размера, значение ресурса до среднего ремонта Т (табл. 1.2).
Таблица 1.2 - Расчет средней скорости изнашивания
№ |
|
|
|
|
|
1 |
134,730
|
134,637 |
0,0465 |
0,0026 |
3,72∙10-3
|
2 |
134,635 |
0,0475 |
0,0026 |
||
3 |
134,626 |
0,0520 |
0,0029 |
||
4 |
134,625 |
0,0525 |
0,0029 |
||
5 |
134,614 |
0,0580 |
0,0032 |
||
6 |
134,617 |
0,0565 |
0,0031 |
||
7 |
134,616 |
0,0570 |
0,0032 |
||
8 |
134,615 |
0,0575 |
0,0032 |
||
9 |
134,615 |
0,0575 |
0,0032 |
||
10 |
134,607 |
0,0615 |
0,0034 |
||
11 |
134,603 |
0,0635 |
0,0035 |
||
12 |
134,605 |
0,0625 |
0,0035 |
||
13 |
134,604 |
0,0630 |
0,0035 |
||
14 |
134,606 |
0,0620 |
0,0034 |
||
15 |
134,604 |
0,0630 |
0,0035 |
||
16 |
134,606 |
0,0620 |
0,0034 |
||
17 |
134,60 |
0,0650 |
0,0036 |
||
18 |
134,605 |
0,0625 |
0,0035 |
||
19 |
134,594 |
0,0680 |
0,0038 |
||
20 |
134,594 |
0,0680 |
0,0038 |
||
21 |
134,597 |
0,0665 |
0,0037 |
||
22 |
134,597 |
0,0665 |
0,0037 |
||
23 |
134,596 |
0,0670 |
0,0037 |
||
24 |
134,596 |
0,0670 |
0,0037 |
||
25 |
134,596 |
0,0670 |
0,0037 |
||
26 |
134,595 |
0,0675 |
0,0037 |
||
27 |
134,595 |
0,0675 |
0,0037 |
||
28 |
134,595 |
0,0675 |
0,0037 |
||
29 |
134,586 |
0,0720 |
0,0040 |
||
30 |
134,587 |
0,0715 |
0,0040 |
||
31 |
134,585 |
0,0725 |
0,0040 |
||
32 |
134,584 |
0,0730 |
0,0041 |
||
33 |
134,584 |
0,0730 |
0,0041 |
||
34 |
134,587 |
0,0715 |
0,0040 |
||
35 |
134,586 |
0,0720 |
0,0040 |
||
36 |
134,585 |
0,0725 |
0,0040 |
||
37 |
134,585 |
0,0725 |
0,0040 |
||
38 |
134,573 |
0,0785 |
0,0044 |
||
39 |
134,574 |
0,078 |
0,0043 |
||
40 |
134,577 |
0,0765 |
0,0042 |
||
41 |
134,576 |
0,0770 |
0,0043 |
Продолжение таблицы 1.2
42 |
|
134,575 |
0,0775 |
0,0043 |
|
43 |
134,564 |
0,0830 |
0,0046 |
||
44 |
134,565 |
0,0825 |
0,0046 |
||
45 |
134,555 |
0,0875 |
0,0049 |
Таблица 1.3 - Результаты статической обработки скоростей изнашивания шеек коленчатого вала
№№ интервала |
ξNmin= 0,0026 мм/т.ч. ξNmax=0,0049 мм/т.ч. ∆ξ10= 0,003857 мм/т.ч. |
||||
Скорость изнашивания, мм/тыс. ч. |
Количество значений скоростей изнашивания nξi |
Вероятность появления значений скоростей изнашивания в каждом интервале pi |
|||
Наименьшая ξimin |
Наибольшая ξimax |
Средняя ξiср |
|||
1 |
0,0026 |
0,0028 |
0,00270 |
2 |
0,044 |
2 |
0,0029 |
0,0031 |
0,00300 |
3 |
0,066 |
3 |
0,0032 |
0,0033 |
0,00325 |
4 |
0,088 |
4 |
0,0034 |
0,0035 |
0,00345 |
8 |
0,177 |
5 |
0,0036 |
0,0038 |
0,00370 |
11 |
0,244 |
6 |
0,0039 |
0,0040 |
0,00395 |
7 |
0,155 |
7 |
0,0041 |
0,0043 |
0,00420 |
6 |
0,133 |
8 |
0,0044 |
0,0045 |
0,00445 |
1 |
0,022 |
9 |
0,0046 |
0,0047 |
0,00465 |
2 |
0,044 |
10 |
0,0048 |
0,0049 |
0,00485 |
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
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:
Вычисления удобно производить в табличной форме (табл. 1.4.).
Расчет основных параметров распределения производят по следующим формулам:
Математическое ожидание:
Среднее квадратическое отклонение:
Таблица 1.4 - Расчет математического ожидания и среднего квадратичного отклонения
№№ интервала |
ξicр |
nξi |
ξicp∙nξi |
ξicp-M(ξ) |
[ξicp-M(ξ)]2 |
[ξicp-M(ξ)]2∙nξi |
1 |
2,70∙10-3 |
2 |
5,4∙10-3 |
-1,01∙10-3 |
1,02∙10-6 |
2,04∙10-6 |
2 |
3,00∙10-3 |
3 |
9,0∙10-3 |
-0,71∙10-3 |
0,504∙10-6 |
1,51∙10-6 |
3 |
3,25∙10-3 |
4 |
13,0∙10-3 |
-0,46∙10-3 |
0,212∙10-6 |
0,846∙10-6 |
4 |
3,45∙10-3 |
8 |
27,6∙10-3 |
-0,26∙10-3 |
0,068 ∙10-6 |
0,54∙10-6 |
5 |
3,70∙10-3 |
11 |
40,7∙10-3 |
-0,01∙10-3 |
0,0001∙10-6 |
0,001∙10-6 |
6 |
3,95∙10-3 |
7 |
27,7∙10-3 |
0,24∙10-3 |
0,058∙10-6 |
0,403∙10-6 |
7 |
4,20∙10-3 |
6 |
25,2∙10-3 |
0,49∙10-3 |
0,24∙10-6 |
1,44∙10-6 |
8 |
4,45∙10-3 |
1 |
4,5∙10-3 |
0,74∙10-3 |
0,548∙10-6 |
0,548∙10-6 |
9 |
4,65∙10-3 |
2 |
9,3∙10-3 |
0,94∙10-3 |
0,884∙10-6 |
1,78∙10-6 |
10 |
4,85∙10-3 |
1 |
4,85∙10-3 |
1,14∙10-3 |
1,3∙10-6 |
1,3∙10-6 |
Параметр распределения скоростей изнашивания вычисляется по формуле:
принимаем т=6.
Нормативная (предельная) скорость изнашивания:
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:
