автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Повышение точности балансировки и уменьшение дисбаланса двигателей в условиях сельскохозяйственных ремонтных предприятий

о

ТУРКМЕНСКИЙ СЕЛЬ СК0Х03ЯЙС тВЕННЫЙ ИНСТИТУТ

На ¡¡расах рукописи

НШАНКУЛМЕВ Ред-яеткурад Данатарозич

УДК 621.431:531.708

ПОВЫШЕНИЕ ТОЧНОСТИ БАЛАНСИРОВКИ II УМЕНЬШЕНИЕ

ДИСБАЛАНСА ДВИГАТЕЛЕЙ В УСЛОЗИПХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РЕМОНТНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

05,20.03—Эксплуатация, восстановление и ремонт сельскохозяйственной техники

Автороф с р а т

диссертации па сонскаппе ученой степеня кандидата технических нау*

Ашхабад-1992

Работа выполнена на кафедре ремонта машин Туркменского сельскохозяйственного института

Научный руководитель: академик АСХНТ, член-корреспондент АНТ, доктор технических наук, профессор Назаров А. Д.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Сковородни В. Я., кандидат технических наук, старший научный сотрудник Шилин В. А.

Ведущая организация:

РПО /Гуркменагропромтехснаб"

Защита состоится у_ 1992 г. в 10 часов

на заседании специализированного совета К 120. 49. 0.'] в Туркменском сельскохозяйственном институте по адресу: 744012, Ашхабад-12, ул. 1 Мая, 62, аудитория 404.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Туркменского сельскохозяйственного института.

Автореферат разослан _1992 г

Учсеый секретарь специализированного совета, канд. техн. наук, доцент Г^Д^^. А.Х.Хадлкев

<Фи

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

кт.упльнссть темы.В настоящее время важное значение приобретают опросы повышения эксплуатационной надежности, качества ремонта и ослеремонтного ресурса автотракторных двигателей, улучшения их ибросжусхических показателей. Эти вопросы решаются установлением опустимых дисбалансов двигателей и обеспечением их выпуска иа емо.чта с упомянутыми дисбалансами, нормированием дисбалансов ко-енчатого вала и воле в сборэ, отклонений массы деталей Ш1М, позы-ением точности балансировки указанных сборочных единиц. Поэтому заработка методов определения допустимых дисбалансов двигателей, эленчатого вяла и вала в сборэ, отклонений массы дето пей КИМ.мзссо-гометрических параметров контрольных роторов, коэффициентов масп-\ба, взаимного влиянии и приведения дисбалансов в плоскостях кор-зкции балансируемых сборочных единиц, разработка конструции конт-элькых роторов,способов повышения точности балансировки и сниже-:я дисбалансов колончатого вала и вала в сбсре и их реализация в гментнем производстве, направленные на повышение качества ремон-1 и послсремонтксго ресурса, снижение вибраций и щума двигателей, гллются актуальными.

Цел:, саботы. Напыление надежности и ::ослеремоктного ресурса , ¡имение вибраций и ¡¡¡ума отремонтированных звто'.-ракторт.гх У-сбраз-я восьмицилиздрсаых двигателей нормированием их дисбалансов, наз-1чением допустимых дисбалансов и балансировкой коленчатого вала и 1ла в сборе, установлением допустимых отклонений массы и подбором : массе комплекта деталей КЕМ , обеспечением выпуска двигателей I ремонта с допустимыми дисбалансами.

Объект исследования. Двигатели рабочими объемами 4,25 (ЗМЭ-53), (ЗИЛ-ХЗО)м 7 л (ЗШ1-Э75), поетупивзие в первый и повторный напи-льныэ ремонты.

Методика исслелопаний. В работе использованы методы теории ко-Саний и вероятностей, математической статистики, планирования иенеркого эксперимента и специальные методы, разработанные примр-тельно к вопросам исследования. Расчеты проводились с помоаью И 1ВМ ХТ. ............. ........__.... ' . . ______

Научная новизна. '!с-тодц поплаения точности настройки пзме-тельнэй системы балансировочного станка н определения дей-пительюпе значения и угла дисбалансов в плоскостях коррек-и коленчатого вала и вала и сборэ по показаниям индикаторов бп-нсировочного станка при использовании для ого настройки существуй й конструкции контрольных ротороп; конструкции и методы росчота ссо-гесмгзтрическия параметров контрольных роторов; методы расчета

массы балансировочных г;,;;зои, зоставляксих к оуш;-.~нсгг а,- --..оолансов и моментов дисбалансов двигатс-.-.^й при их ремонте в ее люимоом рассеяния массь, деталей КШМ; э::опорименаальные и расчетные методы определения допустимого и предельно допустимого дисбалансов двигателей, допустимых.значении отклонений массы комплекта деталей КИ при ремонте двигателей; катоды балансировки коленчатого вала и вала в сборе, повышения ее точности при ремонте двигателей..

Практическая ценность рябеть: заключается в том, что она позволяет определить допустимые и пррдельно допустимые дисбалансы двигателей; оценить влияние качества настройки измооительной системы балансировочного станка на точность балансировки и определить действительные значения и углы дисбалансов коленчатого вала и вала в сборе; рассчитать мас1.0-госметричаские параметры контрольных роторов и предлагает их конструкции; рекомендует допустимые значения дисбалансов двигателей, коленчатого вала и вала в сборе, отклонений гассы комплекта деталей ЧШМ при ремонте двигателей; указывает способы повышения точности настройки балансировочного станка и балансировки коленчатого валь и вала в сборе, .обеспечения выпуска двигателей из ремонта с допустимыми дисоаланса.ми; рекомендует, направления дальнейших исследований с целью повышения надежн -ста и долговечности отремонтированных двигателей.

Апробация гебота. Материалы диссертации доложены и одобрены на заседаниях кафедры .ремонта машин и научных конференция»: ТСХИ, 1984 ...1991 гг.; научных конференциях МИИСП, 1985, 1987 гг. и ЛСХИ,1985г.; Всесоюзном координационном соделании вузовской науки по вопросам использования, кадеглости и ремонта мапин, электронизации процессов и технических средств и сельскохозяйственном производстве в г.Ашхабаде, 1989 г.; совместном заседании кафедр ремонта машин, ЭУТП н охраны труда, тракторы и СХМ, технологии металлов^сопротивления материалов и деталей мааин, механизации и 5СХ ТСХИ, 1992 г.

Результаты исследований анедранм в производство на Атабадскси ■АРЗ И Ыиндортранса Туркменистана, проходят спробацип на ПО ЗИЛ. Отдельные результаты исследований используются в учебном процессе вТСХИ.

Экономический эгЬФокт от внедрения результатов.исследований и 1троизвод(^ЕоТ^иведён;51й 1;~одно:-;у двигаюге рабочим объемом € л составляет 854,17 руб.

Публикадик.По теме диссертации опубликовано 12 работ, сбаим объемом 4,9 п.л. ^

Объем и структура -работ».Диссертация изложена на 235 страницах, ■ включая 123 страницы масинописього текста, содержит 51 рисунок, .31 ,. таблицу и 18 приложений. ...

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТУ

В первом разделе дан анализ работ, посвященных повыиению надеж-5ти, уменьшение вибраций и шу^а, нормированию дисбаланса и балан-эовко деталей и автотракторных двигателей.

Вопросами уменьшения вибраций, пума двигателей, определения их ¡баланса занимались.Григорьев Е,А., Тельной Н.5., Назаров А.Д., санин В.Н., Разумовский М.А., Серов Л.П. и др. В результате устз-1лено влияние ограниченного числа факторов.на дисбаланс коленча-'о вала в сборе и двигателей. Работы в основном,носят эксперимен-1ънь$ херактер. До настоящего .времени не разработаны методы расче-дисбалчнса'двигателей в зависимости от отклонений массы, раэмероз, имного расположения и остаточного дисбаланса деталей. Ото затруд-т выявление влияния различных факторов на дисбаланс двигателей, еделенио допустимого дисбаланса коленчатого вала в сборе и дви-елей при их ремонте.

При ремонте двигателей для настройки балансировочных станков меняют различный констрольнкз ротора. Основные и практически нственньм требованием к ним является равенство масс ротона ?! балан-уемою коленчатого пала. Точность настройки балансировочных стеки погрешности определения значзния и угла дисбалансов балвнсиру-х сборочных единиц определяется идентичностьо их моментов инерции,' рдинаты центра масс, располо/кения плоскостей коррекции и рассто-я ме?»ду ними с аналогичными параметрами.контрольных.роторов. В зствукдах работах отсутствуют методы расчета упомянутых массо-геоиэт-еских параметров контрольш* роторов, исполмус^х 'дяя "кас1рЬ1ГщГб?1-~ сг.роЕочного с таг® а на баланснгроску коленчатого Бала и сала а сборе.

Вопросам нормирования дисбаланса и балансировки деталей к явто-(торних двигателей, повышения точности балансировки их деталей и :аботки конструкций 'контрольных роторов посвязеиы работы Наяаро-^.Д., .Цепетильникова Б.А. и др. Однако в этом плане нь рззработа-штоды определения допустимого и предельно допустимого дисбалан-дпигателей, расчета массо-геочетрических параметров контрольных рров для настройки балонскронэчных станков, повиления точности |11снровк;: коленчатого сала и аала в сборе при мх ремонте.

. Учитывая, изложенное определены следующие задачи исследования:_

I.Разработка методов определения допустимого и предельно допу-'Го дисбалансов автотракторных двига^ел^й прл '/.х ремонте. к. Разработка методов расчета мэссс-геоч'етрич^ских параметров нструкции контрольных рсто:,01 для каетрепк.» бзлпноирсвочных станков.

Ныявлгние причин уэеличе-гчас дисбаланса стрвксчтирсзаняшс

двигателей и повышение точности балансировки коленчатого вала и вала в сбора ч условиях ремонтник предприятий.

Во втором разделе изложены теоретические основы определения и установлены допустимые и предельно допустимые дисбалансы двигателей при их ремонте,допустимые значения отклонений массы деталей ММ и остаточного дисбаланса коленчатого вала и вала в сборе. Критериями при определении предельно допустимых дисбалансов двигателей принимали показатели, характериз.ущие влияние дисбаланса на их основные качественные показатели (вибрации, щум и ресурс двигателя, скорость изнашивания и неравномерность износа коренных ыеек, скорость увеличения зазора и неравномерность зазора в коренных подшипниках).

В общем случае предельно допустимое значение дисбаланса в плоскостях маховика Д,,„ и шкива Д„... двигателей рассчитывают по формулам

Мп к шп ^

где к0 - количество показателей, игчодя из которых определяют значения рассматриваемых дисбалансов; Дмн{ к Дшн. - предельно допустимое значение дисбаланса в плоскостях маховика и шкива двигателей, определенное по 1-тоыу показгтслю; вм{ и вщ1 - коэффициенты весомости I -того показателя.

На рис.1 представлены графики изменения относительных значений рассматриваемых показателей в зависимости от дисбаланса в плоскостях коррекции двигателя. Используя эти данные предельно допустимые дисбалансы двигателя можно определить двумя методами.

Метод I. Из рис.I видно, что графики изменения относительных зна чений К. качественных показателей двигателей в зависимости от их дисбалансов имеют два характерных участка. На первом участке значения с увзличениеи дисбалансов изменяются незнечительно, в на втором- резко возрастают. При этом на каждом участке тангенс угла наклона кривых, характеризующий скорость роста К. в .зависимости от дисбалансов двигателей, с их увеличением изменяется незначительно. Поэтому графики на указанных участках могут о'ыть апроксимированы двумя прямыми линиями, описываемыми уравнениями

К = а,+ в,Д и К = р2+ в,Д , (3)

где а1 и в. - постоянные коэффициенты.

Точка пересечения прямых (3) соответствует предельно допустимому значению дисбсланса двигателя по I-тому критерию, рассчитыпнемо-из заражения

- ь -

А/

г, а з,о

2,3 я.о 1,8 1,0 К»

0,9 О,? о.з

/

/

1у/ У у /

/ _ х у

/ /' У

ЛДл /

* / /

——- ,4 У У

I д*г

Ли л- V к7

■ '1 д> « ч, ч. ч

а. 5 ар

1,3 1,0

1,о

1 ОО 200 зоо Д, г-млг

Рис.1. Аппроксимированные прямые изменения относительных значашй вибраций (I), шума (2), скорости изнашивания коренных шаек (3) и увеличения эазорэ в коренных подшипниках (4}, неравномерности износа коренных иеек (5) и зазора в коренных подшипниках (6), ресурса (7) двигателей с\/м=4,25 л в зависимости от их дисбалансов в плоскостях коррекции при I методе

Д(« = <ан

-аи)(в2| - ви )

Коэффициенты весомости всех критериев принимаем одинаковыми. ; учетом этего и зависимостей (I) и (2) компромисное значение пре-1ельно допустимого дисбаланса двигателя определяют по формуле

Д1,." = ко'|Дн1 • В процессе эксплуатации дисбаланс двиглтелей увеличивается.Поэ-гому допустимый дисбаланс двигателей в плоскости маховика Д и ¡ски-ю Дшп при их ремонте определяют из соотношений

ДМП*(Д

'МИ

д,

мгг

Д =(Д2 - Д1 Г

Где Алэ и Дшэ ~ магматическое ожидание эксплуатационных дисбалан-соа .двигателей.

I

Метод ¡I. Для построения прямых (см.рис.1) достаточно знать значения коэффициента К. в четырех.точках - по два на каждом участке. Уравнение прямых при этом имеет вид

K=KU -Д, Д К1{ а А"/ + д К„ А Д?Д ; (4)

К=Кг. тЦ3 л Ки д Д;' + аКг1 д Др , (Б)

где - Ku , Кг1, K3í и КЧ1 - значения коэффициента Kt при дисбалансах

' Д4. Д4. лз и а^^-^^лД^-Д^йД^-Д, . .

С учетом уравнений (4) и (5) предельно допустимый дисбаланс двигателя по t-тому показателю вычисляют по равенству

В качестве Д4 принято математическое ожидание дисбаланса двигателя при допустимых по ТУ знечениях массы, размеров, пзаимного расположения и остаточного дисбаланса деталей, а Д =( 1,8...2,4^, Д3=(4,1...5,3)Д1 и Д4=(7,9...9,б)Дг Для двигателя с ^=4,25 л име-ём Д = 40 г.мм. При данном методе затраты в 1,4...1,5 раза меньше го сравнение с первым.

Значения дисбалансов Дмк, Дщн и Дмп, Дшп исследуемого двигателя, определенные по I и II методам одинаковы и раены ISO, 130 и 150, НО г.мм. соответственно.

Допустимые значения дисбаланса коленчатого вела в сборе с маховиком и сцеплением и отклонений массы деталей КПШ при ремонте двигателей определяют ьсхсдя из условий

Дмр< Дмн' Дшр^Дшн5 '''мр4Ммн; Мшр<Мшн' где Д^р и Mtp - дисбалансы и моменты дисбалансов двигателей при их ремонте; Mtn - допустимые моменты дисбалансов двигателей.

С учетом неравенств (6) допустимые значения отклонений массн гп^ детялей ШМ и дисбаланса в плоскостях маховика Дим и шкива Дки коленчатого вала в сборе с маховиком и сцеплением рассчитывают по формулам

"с^ЛЧ/ХтЧв^- бт* (Кп -V •

где ¿м и ящ - коэффициенты , зависящие от принимаемого количества вариантов распределения отклонений маесч комплекта детал Й1Ш1М по отдельный кривошипам; i - радиус кривоыина; tg- расстояние леаду сере' дьнрмк соседних шатунных шеек; К^ и Кщ,. - коэффициенты, учитываю-

- ? -

'дм влияние на дисбаланс и момент дисбалансов двигателей технологических погреикостяй их ремонта : Кп - постоянный коэффициент-, " и Ищт - моменты дисбалансов в плоскостях маков:'.:я тиса двигателей, определяемые разностью их предельно допустимого, ремонтного и эксплуатационного моментов дисбалансов; М13 - наиболее вероятные значения моментов дисбалансов двигателей, плзывагг.гыэ остаточчым дисбалансом и эксцентриситетом Еращшчихся деталей; Srn. - суммарное значение допуска пли поля рассеяния мас^ы шине": rororv:: яглуна латунных вкллдькей; К, К^ - постоянные конструктивныо коэффициенты; Д и Д.У - дисбалансы, появляющиеся из-за нгл/чмя' отклонений рздпуса кривоЕЧ-.па и угла между кривошипами коленчатого вала; Д^ и Дг -среднее значение дисбаланса отива колен-ч—гого вала и крыльчатки вентилятора при ремонте; дД, - математическое ожидание дисо.члакса двигателей в плоскости икиьа, вызываемого погрешностями установки ики-ва и крыльчатки вентилятора.

Значения Дкп и Д.{П) для двигателя с Vst^4,25 л равны 112 и 6-1 г.мм. При отом допустимые дисбалансы в обеих плоскостях коррекции коленчатого вала составляет €4 г. мм. Допустимое- откло-ение массы деталей КИЦ при ремонте указанных двигателей равно 2,28 г.

Программа большинства ремонтных предприятий невелика, поэтому побор деталей по массе ¡три сборке отремонтированных двигателей не приводит к заметному возрастанию стоимости ремонта и позволяет управлять значением гц0- Правильный подбор деталей 'ILM по массе снижает ее рассеяние, ч^о уменьшает дисбалансы двигателей от этого фактора и, кап следствие, появляется возможность увеличить допустимые дисбалансы коленчатого вала и зала в сборе.

В третьем разделе приведены метода определения кэдффицкеитоз приведения дисбалансов в плоскостях коррекции коленчатого вала и вала в сборе, расчета массо-гесматрических параметров, балансировки коленчатого вала и вала в сборе, а также конструкции гонтродьных роторов для настройкл балансировочных станков при ремонте двигателей.

При балансировке коленчатого вала и вала в сборе из-за стличия маосо-геометрических параметров этих сборочных единиц И контрольного ротора показания станка отличаются от действительных значения и угла дисбаланса. СущестЕувдцая методика не позволяет с достаточной точностью оценить и уменьшить указанное несоответствие, так как не учитывает наличие дисбалансов в плоскостях коррекции и изменение их направления. Для учета снижения чувствителы.ости балансировочного станка и изменения направления углов дисбалансов предложены козф-¡фипиенты приведения дисбалансов плоскостях :икива К и маховика

„ е -

К , определяемые по формулен

^ПЕР^ппс' ^Иигсс » где Дщ и Дм - действительные дисбалансы в плоскрстлх шкива и маховика коленчатого вала в сбора: Дсп0 и Дыпо - показания станка в указанных плоскостях.

Упомянутые коэффициента зависят от угла дп ивяду векторами дисбалансов Дшпс ч Д,_!ПС и коэффициента их пропорциональности Кпп. Рассматриваемые коэффициенты и углы сычислялт по уравнениям

• "гаЛ^дп1>а <^дп^М"1 •

Фдп3 Фип'Фмп • Кпп=^шпс Л.1ПС ' гдедфш и дфм - угли ыег-ду векторами дисбалансов в плоскостях иксива и маховика по показаниям станка и их действительным направлением, определяемые с помоцьс номограмм; Срщп и срш - показания индикатора угла дисбалоноа станка в указанных плоскостях.

ДсЯстьительныг значения углов дисбалансов в плоскостях цкива и маховика рассчитывают из выражений

И <?„=<?„„ -АСпри Ф сп >%л\

ЧеГЧт+ьУа И<РЫ =СРШ) + пРа «Рш^мп'

С использование продлоканных формул и экспериментальных донных построены ноиограюы для определения коэффициентов приведения дисбалансов коленчатого вала в сборе двигателя с л. Допустимые дисбалансы указанной сборочной единицы равны 70 и 30 г.км. На практике значения дисбалансов коленчатого вала в сборе .оценивают по показаниям индикатора балансировочного станка. В отом случае дисбалансы колончатого вала и сборо в плоскостях маховика и шеива упомянутого двигателя, определенные по показаниям станка, в 1,4...14,3 и 3,3...26,7 раза превышают допустимые. Действительные значения рассматриваемых дисбалансов в 5,7...51,4 И 5...45 раза больше допустимых

Данный метсд трудоемкий и его применение в условиях ремонта двигателей вызывает трудности.

Разработаны методика расчета и конструкции контрольных роторов, характеристики колебател . .чого движения и массо-геометрическне параметры которых соответствуют аналогичным показателям балансируемых сборочных единиц. Зависимости для расчета упомянутых параметров контрольных роторов для нверойки станка на балансировку коленчатого вала и вяла в сборе двигателей У—<3 имьят вид

'детрК, ЗрК, ХрК - 1/асса, момент инерции, расположение центра масо :онтрольного ротора для настройки станка на балансировку коленчатого 1ала;трм, Зрм, хрм итге, Зр0, хрС - то же на балансировку коленчатого вьла в сборе с маховиком и в сборе с маховиком и сцеплением; :к - момент инерции, расположение центра масс коленчатого вала; :х иЗс и хс - тс яе для маховика и сцепления; п*Кв»,пх и тс ~ маоса соленчэтого вала, маховика и сцепления;тг - масса балансировочных ■рузов; - радиус наружной поверхности балансировочного груза; ■ радиус шатунной шейки коленчатого вала.

При разработке роторов необходимо добиваться, чтобы их плоскости приведения дисбалансов совпадали с плоскостями коррекции балансируемой сборочной единицы. Конструкция предлагаемого контрольного ротора состоит из цилиндрических участков, имеющих длину ^ , диаметр пассу т^, координату центра и момент инерции Э. (рис.2). Геометрические параметры его носка ( ) и опорных пеек ( ?г , с1р определяют исходя из размеров носка и коренной вейки коленчатого вала.

В общей виде формулы для расчета массы тр, момента инерции Зр и расстояния Хр контрольного ротора имеют вид

где с|.ц, х. и - число цилиндрических участков, расположение' центра масс ( -* того участка и плотность материала ротора.

С учетом конструктивных размеров и уравнений (7) выведены зависимости для определения упомянутых параметров разработанной конструкции ротора.

По предлагаемой методике разработаны контрольные роторы для коленчатого пала и геяа. в сборе двигателей рабочими объемами 4,25; 6 и 7 л. При применении предложенных контрольных ротороь коэффициенты маептаба и взаимного влияния плоскостей коррекции бшганси-руеных единиц двигателей находятся з допустимых пределах.

Ремонтные предприятия не имепт станков для балансировки маховика, наемного и ведомого диско? сцепления, шкива коленчатого вала. Разработана методика, позволяющая расчетным путе" определись

ъъ

"С

1к!#

1 23-

-М1 "~УТ

■ «ч-о 1—

7

*Р

I I ,1 и-

, I I ,

С' | ' I

I 1-1 г,- ■ I! 11«

ЧН--11

Ха

Рис.2. ;.;г-ссо-гес:.:2трНчоские параметру разработанных контрольных роторов

дисбалансы этих деталей с использованием донных, полученных но станке для балансиров.-.;! кольчатого нала и вала в сборе и разработанных контрольных роторов.

Лрл ¡;рсектпроьакш и производстве дэггг.талей У-8 массу противовесов коленчатого вяла определяют исходя из номинальной мисси деталей КШ. Лоэто.чу рост мессы укьнаннлх деталей доляеи сопровождаться пропорциональным увеличение массы противовесов, что в условиях массового производства нереально, но без этого практически нельзя балансировать ьоленчьтый вал в сборе. Это противоречие; кмно устранись следуздимр способами.

Увеличение массы балансировочных грузов . При балансировка коленчатого в>\ла двигателей У-У на его шатук.чые изГ.кк у стане вливают балансировочные грузы. Увеличение массы деталей Й11М приводит к росту массы и количества комплектов последних. При производстве двигазчяеи колеччеть'й вол необходимо балансировать с использованием балансировочных грузэв, рассчитанных исходя из первоначальной массы деталей КШМ. Для белансиривки коленчатого вяля в условиях ремонта '-.аг-са и количество комплектов упомянутых грузов увеличиваются. Этот способ можно применять в том случае, если 1ри проектировании и изготовлении коленчатых валов масса их противовесов имеет эап^с , учитывающий возможное увеличение массы дотэлей УП'Ч.

Создание намахэвике и шкиве направленных д и с б а л а н с о у. При производстве двигателей на наховике и ганивв коленчатого валя необходимо создавать направленные дисбалансы. После установки маховика и гкива их плоское-

тп являются нпк бы дополнит:?: ,•>•: ' : г- •>«», - -,;зч в:* л необходимо балансировать с груз;.!.;:, гжчигшах-ъ "Д.! из массы обычных. (порвоначэльных) деталей ЮУ , а коленчатый вял п сборе - деталей увеличенной массы. Тогд> использование при оалансировке упомянутого узла балансировочных грузов увеличенной массы приводит к появлению в обеих плоскостях коррекции дополнительных дисбалансов, одинаковых по значзннп и направленных п гротииополотнло стороны . При установке на вал маховика а к/мг-а о направленными дисбалансами последние устраняют дополнительные дисбалансы п (¿го плоскостях коррекции, появллетиеея из-за увеличения :.:леси балансировочных грузов.

Приведенный способ '.«стльзувт на предпрмятки-изготсвителз двигателей е \/ч= 6 и 7 л, где на маховике и скипе коленчатого пала при их изготовлении согд-..-: иэпраьленшо дисбалансы 330 и '530 р.ш. Однако его применение Еыьыоает большие трудности при балансировке коленчатого вала в сборе. При наличич п плоскости вхиеа утомят тих направленных дисбалансов устранение дисбаланса в плоскости маховика становится практически невозможном. Поэтому при балансировке коленчатого вола я сбора с маховиком и сцс-алоиием указанных двигателей .на его носок необходимо устанавливать разработанный диск с направленны:/:,ч дисбалансами 330 и 530 г.мм соответственно для дригателей с4^6 и 7 л. В этом случае упомянутые дисбалансы" компенсирует дисбалансы з плоскости шкива коленчатого г ала в сборе, появляющиеся при увеличении массы балансировочного груза,

К о м п о н с а ц г. я направленного дисбаланса в плоскости м а х о в и к л . Коленчатый пал в сборе уолно балансировать без применения упомянутого диска. Для зтого при его балансировке необходимо на патунные шейки устанавливать грузы, используемые в процессе балансировки коленчатого вала, а направленный дисбаланс яч махоянкг на время балансировки компенсировать путем установки под болты крепления сцепления к маховику груза, массу которого при производстве шсп и ремонте т0р Двигателей вычисляют по уравнениям

топ=6,32 г Е,^пгп+4тип,2,тшк> ;

где с1„ - диаметр окружности, (¡а котором расположены резьбовые отверстия на маховике под болты крегления к нему сцопленил- £-расстояние между плоскостями икива и маховика коленчатого вала; дт^дт,,^ 1ипгпк-разность масс порлня, верхней и нижней головок шатуна после их <оиструктивных или технологических усовершенствований и первоначальны*; дтпц,- разность суммарной массы поршня и котлета поршневых кслец

i -тсг'с реысчтногс л номинального размеряв; d - диаметр шатунной ыьйкь; вщ - ш;:рино шатунных зкладысей; лр~ риэиость плотности материалов коленчатого вала и антифрикционного слоя шатунных вкладышей;

разность толщин шатунных пкледызей t-того ремонтного и номинального размеров.

. Разработаны грузы массами 1,73 и 2,78 г соответственно для двигателей с VSt=6 и 7 л , которые при dr-33l км создают дисбалансы 330 и 530 г.мм и уравновешивают направленные дисбалансы мяховика. После устранения дисбаланса в плоскости маховика коленчатого вала в сбор® груаы снимают. Применение предложенного способа позволяет более чем в 2 раза снизить трудоемкость ч повысить точность балансировки коленчатого вала и_ коленчатого вала в сборе указанных двигателей.

В четвертом разделе изложены причины повышенного дисбаланса двигателей при их ремонте и способы его уменьшения, приведены разработанные технологические процесса балансировки коленчатого вала и пала з сборе, подбора комплекта деталей НЕМ по массе, произведен расчет и разработан план участка балансировки коленчатого валя и -подбора указанных деталей по массе.

Установлено, что масса деталей КЕМ, поступивших в запасные части для двигателей cVst=>6 л, имеют большое рассеяние и не отвечают требованиям ТУ. Отклонения масг:ы поршня из первой и второй партий второго ремонтного размера изменяются в пределах 2,в...3,6 и 0,50 ...1,75г при поле рассеяния О.сЗО и 1,25 г. Поле рассеяния массы комплекта поршевых колец и шатунных вкладышей изменяется в пределах 0,20...0,25 и 0,1...0,3 г, хотя по действующим ТУ на массу этих деталей допуски не установлены и в условиях производтсва и ремонта их массы не контролируют. Коленчатые валы в сборе с маховиком и сцолленйем,поступивпие.в запасные части для указанных двигателей и после ремонта,имеют дисбалансы, в 2,5...32,9 раза прэвышашие их допустимые по ТУ значения. 'Изложенное является причиной появления в плоскостях коррекции отремонтированных двигателей дисбалансов и моментов дисбалансов, значения которых в 2,51...13,13 раза больше допустимых.

3 условиях производства коленчатые вали и валы в сборе рассматриваемых двигателей балансируют с использованием балансировочные грузов, кассу тг которых определяют исходя из номинальной массы деталей !tLM по формуле

tnr = m. + 2mR+mM , (8)

J

где.™.nmR- ьоминг.льнач масса поступательно движущихся и вращающихся деталей ^¡щ. - мзсса масла в гряэесборчике шатунных шеек.

Значительное ухеньмпиг. .".ксб-лг чссь мсм^чтов дисбаланса двигателей с ^=6 л при их ремонте достигается балансировкой коленчатого вала в сборе с использованием балансировочных грузов, массу которых определяет с учетам действительной массы деталей Кь:М, поступивших в запасные части. При этом з рэвенстзо (;3) вместо гг^итй необходимо подставлять математические ожидания и тЯг, массы деталей Ш!М, поступивших в запасные части. При соблюдении данного требования дисбалансы и моменты дисбалансов указан:;'.ч двигателей в <£,Л0 ...2,63 раза меньше их допустимых значений.

Разраоотанм методы балансировки коленчатого вола и вала а сборе, подбора комплектов деталей КьМ по массе при ремонте двигателей. Упомянутые сборочные единицы балансируют при установке на в г. л лсо-бок грязесбсрника Еотунных шеек, с использованием балансировочных грузов уточненной массы и разработанных инструкций, технологических процессов, методов, грузоз и контрольных роторов. Ь ¡процессе болпн-сировки коленчатого вала э сборе следует до^п^яться, чтооы векторы дисбалансов в его плоскостях коррекции находили.": в одной плоскости и были нялравлены в одну сторону. Это достигается сверлением противовесов г, установкой дополнительных грузов г.од болты крепления сцепления к маховику. При сборке двигателей комплекты деталей 'с меньшими массами устанавливают в I, 2, 5 иб цилиндры, а с бсль-сими в 3, 4, 7 и в цилиндры, или указанные комплекты деталей с мснь-пими мессами устанавливают п 1,3,5 и ? цилпнд-ы, а с большими -во 2, 4, 6 и 8 цилиндры. Внедрение п производство перечисленных мероприятий позволило выпускать двигатели из ремонта с допустимым дисбалансами. Это повышает послеремонтный ресурс, двигателей нэ 15 ...35/о, уменьшает их вибрации и сум на 3...37дБ, снижает температуру коренных вкладылей нэ З...5'п и в 1,3... 1,5 раза увеличивает вероятность безотказной работы подшипников коленчатого вала.

Произведен расчет, и разработан план у--;; .'.-на балансировки коленчатого вала и подбора по массе комплекта деталей КШМ. Определены нормы времени и трудоемкости операций балансировки коленчатого вала и валя в сборе, подбора деталей КЕМ по массе на разработанном участке при ремонте двигателей рабочим объемом 6 л на Аьхсбадском аьторемзяведе .т>1. Расчеты показали, что на участке достаточно иметь I балансировочный станок и I рабочее место для подбора по мэссо деталей КБ!.

ОЬ^Е V, РгКОУ"НдАЦИИ

I. Разработаны -две метода г,предел?нил предельно допустимого дисбаланса двигателей в зависимости от относительных значений 7..^ лх качественных показателей (вибрации, 'дум. пзкззлтели изнашивания

я ресурс подшипники* иолен ¡¿того t-'^w). Графики изменения К^ в' ' зависимости от дисбалансов в плоскостях коррекции двигателей имеют два характерных участка. На первом участке значения Kt с увеличением дисбалансов изменяются незначительно, а на втором - резко возрастают. Графики на указанных участках аппроксимируются двумя прямыми лигами , точка пересечения которых соответствует прэдельно-дипустимому значению дисбаланса двигателя по t-тому критерию.Предельно допустимые дисбалансы в плоскости;: маховика и даива коленчатого вала двигателей рабочим объемом 4,25 л, определенные по рэ?-работанньм методам,одинаковы и раины IÖ0 и 130 г.мм. Допустимые дисбалансы рассматриваемых двигателей определены как разность их предельно допустимых и эксплуатационных дисбалансов и составляют I5C и 110 г.мм соответственно в плоскостях маховика и шкива.

2.Допустимые дисбалансы коленчатого вала в сборе с маховиком и сцеплением и отклонения мрссы деталей Hui,'.; назначают такими, чтобы три поступлении двигателей ь первый капитальный ремонт их дисбалансы и моменты дисбалансов в плоскостях коррекции не превышали предельно допустимых' значений указанных величин. С использованием разработанной методики и предложенных ьвисимостей определены допустимые отклонения массы гп0 комплекта деталей 1Ш и дисбалансы в плоскостях маховика Д и шкива Д(СШ коленчатого вала в сборе с маховиком и сцеплением при ремолге двигателой рабочими объемами 4,25 и б л. Значения величин гя0, Д и Дкп для указанных двигателей ровны соответственно 2,23 и I,4'i г, 112 и о4, ркЗ и 127 г.мм.

3.При балансировке коленчатого вала и вела в сборе из-за отличия массо-геометрнческих параметров этих сборочных единиц и контрольного ротора показания индикаторов балансировочного станка отличаются от действительных значения и угла дисбаланса. Существующие методики Ire"позволяют с достаточной точностью оценить и уменьшить указанное несоответствие, так как не учитывают наличия дисбалансов в плоскостях коррекции упомянутых сборочных единиц и изменение их напрачления. Выведены формулы,по результатам экспериментальных денных построены Номогрьммы для оценки углов изменения направления дисбалансов и коэффициентов их приведения, позволяющие по показаниям станка определить действительные значения и углы дисбалансов

в плоскостях коррекции клеенчатого вала в сборе.

4. Разработаны методика расчета и конструкции контрольных роторов для настройки балансировочного станка при балансировке коленчатого вала и вала в сборе дьигателей рабочими соъемчми 4,25 ; 6

и 7 л , идентичных по своим масс-геометгическим парам?трам упомянутым сборочным единицам. При применении предложенных ¡'.ентрольнкх

роторов значения и углы дисбалансов в плоскостях коррекции указанных сборочных единиц определяют без номограмм непосредственно по показаниям станка. Это значительно повкпоег точн- сть и снижает трудоемкость балансировки коленчатого вала и вала в сборе. Рассматриваемые роторы используются на Ашхабадском авторемзаводе $ I, внедряются на ремонтных предприятиях МСХ и Миндортрэнса Туркменистана, ПО ЗШ! и Прохлидненском ремонтном заводе.

5. Разработана методика определения дисбаланса и балансировки сцепления, шкива коленчатого вола и маховика с использованием станка, предназначенного для бплпнсиропки коленчатого вола.

6. При изготовлении двигатзлеП с \/£1=6 и 7 л на шкиве и маховике коленчатого вала создвют направленные дисбалансы, ксмпенсирутаие увеличение массы деталей НШМ. Это создает определенные трудности при баланснровке коленчатого вола в сборе в условиях ремонта указанных двигателей. Рост массы деталей КШМ при устсиошсе в двигатели конструктивно или технологически усовершенствованных порснеП и шатунов,' ремонтных порпней, порпневых колец и шатунных вкладышей вызывает повышение массы балансировочных грузов и увеличение числа их комплектов. Для балансировки коленчатого вала двигателей рабочими объемами 4,25 ; 6 я 7 л на ремонтных предприятиях необходимо иметь 24 и 36 комплектов балансировочных грузов. При балансировке коленчатого вала в сборе с маховикам и сцеплением двигателей с У51=б и 7л на его носок необходимо устанавливать разработанный диск с направленным дисбалансом.

7.Коленчатый вал в сборе двигателей рабочими объемами б и 7 л модно балансировать без применения диско с направленным дисбалансом, используя для обоих двигателей один комплект балансировочных грузов, рассчитанных исходя из массы обычных (первоначальных) деталей КШМ. При этом массы деталей КШ должны находиться в допустимых пределах. Для этого при его балансировке необходимо на ватунные пенки устанавливьть упомянутый комплект балансировочных грузов, а направленный дисбаланс на маховике но время балансировки компенсировать путем установки под болты крепления сцепления п маховику грузов массой 1,73 и 2,78 г соответственно для коленчатого вала двигателеП рабочими объемами б и 7 л, устрзиятаих направленные дисбалансы маховика. После балансировки коленчатого вола в сборе в .плоскости маховика груз снимает. Применение предложенного метода позволяет более чем в 2 раза снизить трудоемкость и повысить точность балансировки коленчатого вала и вала в сборе указанных двигателей.

В.Для уменьшения дисбалансов й плоскостях коррекции двигателей с V =4,25; б и 7 л при их ремонте неоГходимо производить

балансировку коленчатого, вбла а сборе с маховиком .и сцеплением и подбор комплекта деталей КШ по косое. При этом дисбаланс в плоскости шкива коленчатого вала р сооре устраняют высверливанием противовесов, а в плоскости маховика- установкой дополнительных грузов под болты крепления сцепления к маховику. В процессе балансировки необходимо добиваться, чтобы векторы дисбалансов в обеих плоскостях коррекции были направлены в одну сторону и находились в одной плоскости. Пси подборе деталей КШМ пс массе их комплекты с меньшими массами устанавливают в I, Г, .5. « 6 цилиндры, а с большими - в 3,4,7 и 8 цилиндры, или указанные, комплекты деталей с меньшими массами устанавливают в 1,3,5 и 7 цилиндры, а с большими - ь 2,4,6 и 8 цилиццры.

9. Балансировка коленчатого вала в сборе и подбор комплекта деталей КГ1Ч по массе с использованием разработанных контрольных роторов,методов, инструкций и руководств позволят выпускать двигатели из ремонта с допустимыми дисбалансами, повышает на 15...35л их послеремонтный ресурс и в 1,3... 1,5 раза вероятность безотказной работь: подшипников коленчатого вала, снижает на 3...I7 дБ вибрации и шум. Основные результаты исследований внедрены в производство на Ашхабадском АРЗ №1 и используются. в учеоном процессе в ТСХИ.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1. Уменьшение дисбаланса У-образных двигателей при ремонте.-//Тр.ич-га/ МИИСП "Эксплуатационная надежность сельскохозяйственной техники" .- f'.: МИЙСП, 19(36. - С. X0-I3 (соавтор Назаров А.Д.).

2.Снижение дисбаланса У-образных восьмицилиндровых двигателей.-Техника в сельском хозяйстве.■• 1937. - №2,- С.43-45 (Назаров Л.Д., У'н.'чев Л.Ы.),

3. Повышение точности балансировки коленчатых валов при иу ремонте.- //Тр.ин-та/ТСХИ, т.31, вып.З "Повышение эффективности эксплуатации и ремонта хлопковых arpeiвюв".- Ашхабад: ТСХИ, 1938,13-22. 'I Назаров А.Д., Хсджаев А.Е.),

*'. Особенности определения допустимых дисбалансоэ аато^рактор-ных двигателей.-//Тр. ин-то /;.1ШСП "Динамика и прочность конструкций сельскохозяйственных машин".-Н: МИИСП, I9u9.~ С.2В-ЗГ (Неза-рсв А.Д.>.

о. Роторы для настройки балансировочных станков на ремонтных предприятиях. - Всгсоюэ. координационное совещание вузовской науки по вопросам' использования, надежности и ремонта м.илин, электрони-зяции процессов и техницеских средств в сельскохозяйственном производстве: Тел.докл.- Ашхабад: Улым; 1939.-0.05-83 (На?яров А.Д.). /змерение дмсбалонса и бглансировк! коленчатого "алп в

сборе на ремонтных прс;дптч:П> .-. - "ссоз. ,. ди: ацкзиьее совещание вузовской науки по вопросе;-; кслользева-тя, ьгдсгзюети и ре'.онта машин, электронизации процессов и технических средств в сельскохозяйственном производстве: Тез.докл.-Апхабад: Ылым, 1989. - С.60-62 (Назаров А.Д., Ходдаев Л.Е.).

7. Повышение точности балансировки коленчатых валов. - Летсмс-мобильшй тоякспорт. - I9R9. !"7. - C.4I-43 (Каг^роЕ /-Д.).

8. Обеспечение точности балансировки коленчатых вглов в сборе при ремонте. - Ашхабад: ТуркменВМНИ. - Г990*- - :Я?3.-4с.

9. Методика расчета конструкта» контрольных'рот*орсз. - Алх&бад: ТуркменНЖНТИ.21990. - IS90.--IG3.-'.с.

10. Разработка роторов для настройки баланстоо^оч'ьгх стан:!оз. -Материалы Всесоюзного координационного сове-цак-ля вузовской наук-/ по вопросам использования, надергает:! ¡Гремокта маСкнэлектроь.иэ.яц::;т процессов я технических средств б сельскохозяйственном про'.тз воде т;е; кн.1 ,JI.: ЛСХИ. - 1990. С.25-46 (Назаров А.Д.).

ТТ. Определение дисбаланса деталей двигателе:"1.-//ТР. уу-та /МШЕП "Способы пошшетш долговечргоста сельскохозяйственно;*: тех-Ш1ки".-М. :МГ1СП.-1591.-С.69-95 (Назаров А.Д.).

12. Точность измерения дисбаланса и балаксироЕки к?лгнча,гы-<' валов на ремонтных предприятиях,- Материалы Есессгазного координационного соне:цашя е/зоескоЯ науки по Еопрсса1.: ¡этпальзоганля, надежности и ремонта малин, электронизацк;: процессов и технотеск'-лх средств d сельскохозяйственном производстве, кн.2, Л.: ЛГАУ. - IS9I. (;1азарэз А.Д., Ходяаев А.Е.).

Подписано в печать 13.04.199^г. Форма" 60x84 1/16. Тираж 100 экз. Объем I п. л. Заказ N ¿00-%.

Участок ротапринтнсй печати ТСХИ. 74401И, г.Апхабад-!^, ул.1 Мая, 62.