Способ приработки механизма Советский патент 1990 года по МПК F02B79/00 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к приработке механизма по-. еле изготовления и ремонта, в частности.к приработке двигателя внутреннего сгорания.

Цель изобретения - исключение повреждений поверхностей трения механизма, снижение их теплонапряженности и износа При приработке в предельном режиме.

Сущность способа поясняется чертежами (применительно к дизелю 10D100).

Нафиг.1 представлен характер изменения нагрузочной способности К в зависимости от текущей мощности, на фиг.2 - динамика поступления в масло частиц износа железа: на фиг.З - то же, свинца; на фиг.4 - то

же, меди; на фиг.5 - изменение температуры подшипников нижнего коленчатого вала при приработке дизеля (кривые 1, 2 и 3 соответствуют способам, приведенным в примерах).

Способ приработки механизма реализуют следующим обра зом.

Механизм, например ДВС, запускают, прогревают, а затем нагружают внешним тормозным устройством, ступенчато возрастающей нагрузкой с убывающей скоростью, причем ступени изменения нагрузки убывают таким образом, что реализуемую часть нагрузочной способности материалов сопряжений трения механизма поддерживают на постоянном эффективном уровне, равном

О

т„Л

XI

AT, T, + 1-T|

ATij-Tr--, где ATt - прирост тормозного момента на

1-той ступени приработки; АТ| -запас нагрузочной способности материалов сопряжений механизма на 1-той ступени приработки; TI; Т--Ц - тормозной момент соответственно на 1-той и I + 1 ступени приработки;

предельный тормозной момент для данного типа двигателя при текущей скорости вращения коленчатого вала, например, соответствующий его внешней характеристике.

На нагрузках 75-80% от номинальной производятся кратковременные частичные разгрузки механизма.

При постепенном ступенчатом увеличении нагрузки с убывающей скоростью при- раб.отку осуществляют при поддержании постоянной эффективной величины реализуемой части нагрузочной способности материалов трущихся сопряжений механизма и введением кратковременных частичных разгрузок на заключительных ступенях npii- работки, что обуславливает проведение приработки механизма с гарантированным запасом нагрузочной способности материа- лов его сопряжений до заедания. В этом случае условиям трения в прирабатывающихся сопряжениях свойственно однонап- равленное изменение режима трения в сторону облегчения при возрастающем нагрузочном воздействии. При этом формируется диссипативный поверхностный слой, характеризуемый положительным том механических свойств и особым иапря- женным состоянием поверхностей.

Пример реализации способа приработ- ки применительно к дизелю типа 10D100, Контроль за приработкой осуществляется по всем регламентируемым параметрам, предусмотренным Правилами заводского ремонта тепловозов типа ТЭЗ и ТЭ10 ЦТ2946. а также спектральным анализом проб масла из системы смазки дизеля, измерением температуры подшипников и цилиндров коленчатого вала, измерением износов трущихся деталей, определением механического КПД дизеля после обкатки,

П р и м е р 1. Дизель ступенчато нагружается с убывающей скоростью водяным реостатом. Величина К поддерживается на протяжении всей обкатки на уровне 0,11- 0,19 (эффективный размер). Выше мощности 1780 кВт производятся разгрузки, Характер изменения концентрации чацтиц

износа и температура подшипников коленчатого вала (кривые 1 на фиг,1 и 2) говорят о том, что на всем протяжении обкатки трущиеся поверхности двигателя находятся в равнофрмкционных условиях, т,е. отсутствуют как периоды опасного повышения ко11цент- рации частиц износа в масле и резкого повышения локальных температур трущихся поверхностей (предзадирное состояние),

0 так и участки их резкого снижения (прекращение приработки из-за возникновения жидкостного режиматрен1/ я), Взедение кратковременных частичных разгрузок при текущей тормозной мощности выше 1780 кВт

5 исключает возможность развития очагов заедания материалов сопряжений трения с их дальнейшим оалечиБаниеГ 4. Приработка дизеля закончена за 6 ч 05 мин. После приработки все параметры дизеля соответствуют

0 ТУ при стандартных условиях, а именно: удельный эффективный расход топлива 229 г/кВт ч. температура выпускных газов , разность температур по цилиндрам 54°С,максимальное давление сгорания

5 9,7 МПа. Кроме того, измеренный при комиссионном осмотре дизеля износ основных сопряжений составляет 0,04-0,05 мм, механический КПД 0,808.

П р и м э р 2. Дизель ступенчато нагру0 жается с возрастающей скоростью водяным реостатог 5. Величина К до полоаины номинальной г-ющности поддерживается на уросне 0,04-0,06 (заниженном), а затем по- BbMjjaeTCfl вплоть до 0,4 (грань заедания) без

5 разгрузок на заключительных ступенях. В течение первого периода интенсивность приработки низкая, концентрация частиц iisHoca S мзсле убывает (фиг.1), а температура поверхностей деталей определяется

0 j-jtimb рабочим процессом в двигателе (фиг.2). Переход на каждый последующий режим не вызывает увеличения скорости изнашивания - поверхности трения не чувствуют увеличения нагрузки. Очевидно, что

5 ступени ее увеличен1 1я слишком малы. Как следствие этого - к более высоким ступеням нагрузки сопряжения подходят неподготовленными и дальнейшее увеличение нагрузки вызывает резкий рост концентрации

0 частиц износа, который не прекращается до конца обкатки. Это объясняется тем, что вначале К занижена, а затем размер К уве-. личивается до опасной величинь, до грани заедания материалов сопряжений трения. В

5 этом случае возникают непоправимые повреждения труа1ихся поверхностей, процесс схватывания может принять лавинообразный характер и дальнейшая приработка материалов становится невозможной. После 15 ч обкатки не наступает стабилизации поступления частиц износа в масло и температуры трущихся поверхностей, т.е. приработка еще не завершена. При комиссионном осмотре дизеля обнаружены задиры шестого и восьмого поршней, прижоги колец на этих поршнях, многочисленные глубокие риски на рабочих поверхностях подшипников коленчатых валов.

Примерз. Дизель ступенчато нагружают с убывающей скоростью и с разгруз- ками длительностью до 3 мин, начиная с мощности 1600 кВт. Величина К изменяется по мере обкатки, как показано на фиг.1 (кривая 2), от 0,04 до 0.16. Обкатка этого дизеля, как и по предлагаемому способу (см, при- мер 1), проходит успешно. Однако из-за заниженного уровня реализуемой части нагрузочной способности материалов поверхностей трения дизеля на средних этапах обкатки (0,04) процесс приработки за- медляется. В результате общее время приработки составляет 9 ч 25 мин. Эффективный расход топлива после обкатки 231 г/кВт ч, температура выпускных газов 480°С, при разности температур 50°С. Мак- симальное давление сгорания 9,9 МПа. Износ основных сопряжений трения дизеля, измеренный во время комиссионного осмотра, составляет 0,05-0,08 мм. Механический КПД дизеля после обкатки 0,800.

Использование способа для обкатки две позволяет повысить качество приработки сопряжений, исключить повреждения поверхностей трения основных деталей две, повысить про изводительность труда, сэкономить горюче-смазочные материалы.

На основании результатов испытаний установлено, что при использовании способа время приработки дизеля составляет 6 ч. 05 мин (пример 1), а при приработке дизеля по серийной методике (пример 2) - 15 ч.

,

Формула изобретения

Способ приработки .механизма, заключающийся в его приработке с постепенным ступенчатым увеличением нагрузки с убывающей скоростью, отличающийся тем, что, с целью исключения повреждений поверхностей трения, снижения теплонапря- женности и износа, нагрузку повышают при поддержании постоянной эффективной величины реализуемой части нагрузочной способности материалов сопряжения трения на каждой ступени обкатки, а на заключительных этапах осуществля ют частичн ые кратко- временные разгрузки.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к приработке механизмов, например двигателя внутреннего сгорания, после их изготовления или ремонта, и позволяет исключить повреждение сопряжений трения и снизить их нагрев и износ при приработке. При постепенном ступенчатом увеличении нагрузки с убывающей скоростью приработку осуществляют при поддержании постоянной эффективной величины реализуемой части нагрузочной способности материалов трущихся сопряжений механизма и введением кратковременных частичных разгрузок на заключительных ступенях приработки, что обуславливает проведение приработки с гарантированным запасом нагрузочной способности материалов до заедания. В этом случае условиям трения в прирабатывающихся сопряжениях свойственно однонаправленное изменение режима трения в сторону облегчения при возрастающем нагрузочном воздействии. При приработке в таких условиях на сопряженных поверхностях формируется диссипативный поверхностный слой, характеризуемый положительным градиентом механических свойств и особым напряженным состоянием поверхностей. 5 ил.

00600900 . 120015001803

Фиг /

WO 8001200 1600N f Sm

Фиг.г

ttOO 80012DO 1600 {,к6т

Фиг.З

40

ttOO BOO 1200 1600 fJ,KBT 9us.if

г

V)

5) S

S « $

JN OQ «