Совершенствование технологии ремонта деталей и сопряжений клапанной группы двигателей сельскохозяйственной и дорожно-строительной техники

Для систематизированного изучения влияния факторов на результирующий показатель, в соответствии с методикой экспериментальных исследований, изложенной в главе 2, проведено полномасштабное физическое моделирование технологического процесса восстановления деталей клапанной группы с требуемой повторностью по трем группам факторов, влияющих на качество ремонта, которые характеризуют технологические параметры, параметры центрирования, геометрические параметры. Результаты экспериментальных исследований (приложения 1, 2), обработанные на ПК с применением пакета прикладных программ SРSS 12, Statistica 6.0 (многофакторный корреляционно-регрессионный анализ) выражены в линейной форме:

Y = -1,665 - 0,0000885 х1.1 – 0,00032 х1.2 - 0,244 х2.1 + 0,668 х2.2 -

- 0,0341 х3.1 + 0,904 х3.2 - 0,687 х3.3, (5)

где Y – качество восстановления герметичности сопряжения седло – клапан, бар;

Х1.1 – число оборотов шпинделя станка при обработке седла клапана, об/мин;

Х1.2 – число оборотов шлифовального круга при обработке фаски клапана, об/мин;

Х2.1 – зазор втулка – центрирующий пилот, мм;

Х2.2 – отклонение от соосности осей клапана и втулки при обработке, мм;

Х3.1 – биение фаски седла, мм;

Х3.2 – биение фаски клапана, мм;

Х3.3 – диаметр стебля клапана, мм;

Х3.4 – диаметр отверстия направляющей втулки, мм.

В целом полученная математическая модель процесса восстановления герметичности сопряжения седло-клапан характеризуется средней относительной ошибкой – 4,1 %, коэффициентом множественной корреляции, равным 0,996, коэффициентом детерминации, равным 0,992. Последний показатель свидетельствует о достаточно полном охвате действующих факторов на изучаемый процесс.

Проведено исследование параметров точности расположения рабочих поверхностей направляющей втулки и седла, головок блока двигателей Mielec SW-680 (4 ГБЦ) с наработкой после ремонта 1000…1600 мото-ч с использованием координатно-измерительной машины Carl Zeiss DKM 1-300 DP (Швейцария). Оценка герметичности сопряжений клапан – седло проводилась с использованием разработанного вакуум-тестера. Сравнительному анализу подвергались сопряжения, отремонтированные с применением разработанных технологических методов и средств и по стандартной технологии (в т.ч., с использованием притирки).

В шестой главе проведена экономическая оценка результатов исследования путем расчета годового экономического эффекта от внедрения разработанных автором рекомендаций по ремонту головок блока на предприятии ООО «Мотортехнология плюс». Годовой экономический эффект для предприятия с программой ремонта 2000 шт./год составляет 1493750 руб.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Проведенный анализ рабочей схемы взаимодействия деталей клапанного механизма позволил установить необходимость внедрения технологического процесса, который обеспечивает требуемый уровень качества ремонта за счет повышения точности взаимного положения и обработки рабочих поверхностей деталей клапанной группы.
2. Установлена закономерность изменения формы седел клапанов и отверстия направляющей втулки при износе в процессе эксплуатации, которая выражается формированием эллипса с однонаправленным смещением центра. Полученные данные послужили обоснованием для определения допустимых величин отклонения формы и смещения осей седел и направляющих втулок с ограничением по параметрам герметичности в сопряжении клапан-седло и остаточному ресурсу работы деталей клапанной группы после проведения ремонта.
3. Разработана методика расчета точности взаимного положения деталей клапанной группы и базирования режущего инструмента при ремонте, отличающаяся тем, что позволяет:

- нормировать допускаемые размеры деталей и сопряжений, исходя из величины допускаемого размера выходного параметра – биения седла.

- определять погрешности базирования направляющей втулки, клапана, режущего инструмента с учетом отклонений формы и положения образующих сопряжения деталей клапанной группы.

4. Разработан комплекс методов и средств для входного контроля деталей, обеспечивающий повышение точности позиционирования деталей клапанной группы при ремонте: КИ-28197-ГОСНИТИ для контроля биения фаски клапанов; КИ-28198-ГОСНИТИ для контроля отклонения от соосности отверстия и базовой поверхности, разнотолщинности направляющих втулок; КИ-28229-ГОСНИТИ для количественной оценки качества ремонта и сборки деталей клапанной группы.

5. Впервые установлены технические требования на входной контроль геометрических параметров направляющих втулок. Для направляющих втулок двигателя Д-245: смещение осей - не более 0,014 мм, разнотолщинность – не более 0,028 мм; эллипсность посадочного места втулки в ГБЦ не более 0,01 мм.

6. Предложены меры по снижению усилий трения в контакте клапан-коромысло за счет уменьшения шероховатости контактирующих поверхностей при ремонте. Рекомендуется использование шлифовальных кругов из кубического нитрида бора 12А2 – 45о (ЛЧК-2) при шлифовании торца клапана в отличие от ранее применявшихся абразивных шлифовальных кругов.

7. Разработана математическая модель процесса восстановления герметичности сопряжения седло-клапан на высокоточном станочном оборудовании (Serdi S2.0) представленная в виде сложной системы, основной результирующий показатель которой – герметичность сопряжения (Y) обусловливается совокупностью воздействия трех групп факторов. Для исследования взаимосвязей составляющих системы использован метод многофакторного корреляционно-регрессионного анализа. Между герметичностью и исследуемыми факторами выявлена тесная взаимосвязь: коэффициент множественной корреляции составил 0,996, коэффициент детерминации - 0,992, средняя относительная ошибка не превысила 4,1 %.
8. Разработанные технологические рекомендации по повышению качества ремонта головок блока и деталей клапанной группы двигателей сельскохозяйственной и дорожно-строительной техники внедрены на четырех предприятиях: ОАО «АРЕМЗ-1», Филиал ГУП «Мосгортранс» 2-й автобусный парк, ООО «Мотортехнология плюс», ООО «Карбюратор – сервис».

Годовой экономический эффект от внедрения новой технологии на примере ремонтного предприятия ООО «Мотортехнология плюс» составил 1,459 млн. рублей.

Основные положения диссертации изложены в научных журналах, рецензируемых ВАК:

1. Трелин А.А. Исследование технологических факторов, влияющих на качество ремонта головок блока цилиндров. ТРУДЫ ГОСНИТИ т. 98. – М.: ГОСНИТИ, 2006. С. 62 – 66
2. Трелин А.А., Соловьев Р.Ю. Исследование влияния качества направляющих втулок в сопряжении «клапан-втулка» на ресурс двигателей при ремонте. М. – Вестник МГАУ. Серия «Агроинженерия». Выпуск №5 (20), 2006. С. 119 - 123

Публикации в других изданиях:

1. Трелин А.А. Метрологическая оценка качества восстановления фасок седел с помощью ручного инструмента и станочного оборудования отечественного и зарубежного производства. МТС 3/2003. С. 45 - 49
2. Лизунов А.А., Трелин А.А. Семь раз отмерь, один отрежь! Правильный автосервис, №1, 2006. С. 22 - 26