Повышение энергетической эффективности процесса шлифования шеек коленчатых валов при ремонте двигателей
Использование коэффициента полезного действия шлифования как термодинамического критерия в процессе оценки энергетической эффективности абразивной обработки металлических материалов. Закономерности математической обработки экспериментальных данных.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 27.05.2018 |
| Размер файла | 106,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Повышение энергетической эффективности процесса шлифования шеек коленчатых валов при ремонте двигателей
В настоящее время Правительство Российской Федерации уделяет большое внимание использованию в промышленности, сельском хозяйстве и ЖКХ энергосберегающих технологий [1; 2], поэтому повышение энергетической эффективности шлифования коленчатых валов при ремонте двигателей является актуальной задачей.
Для оценки энергетической эффективности абразивной обработки металлических материалов используется термодинамический критерий - КПД процесса шлифования [3; 4], который показывает относительную величину энергии, расходуемой на разрушение поверхностного слоя детали. КПД процесса шлифования определяется соотношением
где ДUе - плотность упругой энергии дефектов, накопленных в процессе шлифования поверхностным слоем; щш - удельная работа; - производительность процесса шлифования; - скорость накопления упругой энергии дефектов; - мощность процесса шлифования.
На основе КПД (зш) была предложена формула, связывающая зш с производительностью и мощностью шлифования [3; 4], которая записывается в виде
(1)
где ДU* - критическая величина изменения плотности внутренней энергии в срезаемом объёме материала; U* - критическое значение плотности внутренней энергии материала, равное энтальпии плавления Hs; Ueo - начальный уровень упругой энергии дефектов; Uтo - начальный уровень тепловой составляющей внутренней энергии.
Анализ формулы (1) показал, что с увеличением КПД при постоянной мощности растёт производительность, что определяет уменьшение удельной работы щш. При постоянной производительности с ростом КПД уменьшается мощность обработки, что также ведет к уменьшению удельной работы щш шлифования.
Для прогнозирования максимального значения КПД и соответственно минимальных энергетических затрат при шлифовании шеек коленчатых валов необходимо получить обобщенную формулу, описывающую взаимосвязь КПД с технологическими условиями обработки (режимы шлифования и правки абразивного круга, тип абразивного инструмента, тип СОТС).
Для решения данной задачи были проведены экспериментальные исследования шлифования образцов диаметром Ш70 мм из стали 45 (ГОСТ 1050-88) твердостью HV 6900 МПа на круглошлифовальном станке 3М150.
В результате математической обработки экспериментальных данных получена эмпирическая зависимость КПД от технологических условий обработки:
шлифование абразивный двигатель ремонт
(2)
где Vк - скорость абразивного круга; hк - твёрдость абразивного круга; dз - размер абразивных зерен; Тк - стойкость абразивного круга; Sпр.п, Sпоп. п - продольная и поперечная подачи при правке абразивного круга алмазным карандашом.
На основе полученной эмпирической формулы (2) разработана программа для ПЭВМ. Блок-схема алгоритма оптимизации технологических условий процесса шлифования шеек коленчатых валов в ремонтный размер с целью получения максимального значения КПД и соответственно минимальной удельной работы представлена на рисунке.
Для программирования расчёта оптимальных технологических условий обработки в программе реализован алгоритм узлов прямоугольной сетки. Для уменьшения объёма перебора вариантов в алгоритм введена предварительная сортировка параметров rki по характеру влияния на вектор зш мах [5; 6].
Блок-схема алгоритма прогнозирования энергосберегающей технологии шлифования шеек коленчатых валов в ремонтный размер
Частота сетки nki для каждого параметра rki назначается в зависимости от класса этого параметра и задаваемого в исходной информации уровня дробности dдр. В данной программе реализовано четыре уровня дробности.
Результаты теоретических и экспериментальных исследований были использованы для разработки энергосберегающей технологии шлифования шеек коленчатых валов при ремонте двигателей марки Д-240 на фирме «Руно». Следует отметить, что вопрос повышения производительности на производстве не ставился.
Производственные и предлагаемые к внедрению технологические условия операции чернового шлифования шеек коленчатого вала приведены в таблице.
Производственные и предлагаемые к внедрению технологические условия операции чернового шлифования шеек коленчатых валов
|
Черновое шлифование |
Технологические условия |
Рассчитанные величины |
||||||||
|
Тип СОТС |
Sпоп. п, мм/ход |
Sпр. п, мм/об |
Vк, м/с |
Марка абразивного круга |
, мм3/с |
, Вт |
, Дж/мм3 |
зш, % |
||
|
На производстве |
Эмульсия |
0,01 |
0,1 |
35 |
34А32СТ15КЗ |
28,3 |
2362 |
84,32 |
3,2 |
|
|
Для внедрения |
ЭПРОМ |
0,02 |
0,2 |
35 |
34А32С15КЗ |
28,3 |
890 |
31,5 |
9,6 |
Анализ данных, приведенных в таблице, показал, что предлагаемые условия позволяют при постоянной производительности повысить КПД процесса шлифования в 3 раза (с 3,2 до 9,6%) и снизить удельную работу в 2,8 раза (с 84,3 до 31,5 Дж/мм3). Повышение эффективности и снижение энергетических затрат при шлифовании шеек коленчатого вала достигаются путем изменения характеристики круга, увеличения режимов алмазной правки, а также замены эмульсии более современным СОТС - ЭПРОМ.
Экономический эффект от внедрения предлагаемых технологических условий в производство составит 372 р. при шлифовании одной шейки коленчатого вала.
Список литературы
шлифование абразивный двигатель ремонт
1. Постановление Правительства РФ №588 от 15 июня 1998 г. «О дополнительных мерах по стимулированию энергосбережения в России».
2. Постановление Правительства РФ №1225 от 31.12.09 «О программах в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности».
3. Коршунов, В.Я. Термодинамический метод прогнозирования рациональных условий эксплуатации алмазно-абразивного инструмента / В.Я. Коршунов, В.Н. Подураев, В.В. Федоров // Изв. вузов. Машиностроение. - 1981. - №2. - С. 120 - 121.
4. Коршунов, В.Я. Оптимизация технологических условий абразивной обработки по КПД / В.Я. Коршунов // Станки и инструмент. - 1990. - №5. - С. 17 - 20.
5. Якобс, Г.Ю. Оптимизация резания / Г.Ю. Якобс, Э. Якоб, Д. Кохан. - М.: Машиностроение, 1981. - 279 с.
6. Реклейтис, Г. Оптимизация в технике / Г. Реклейтис, А. Рейвиндер, К. Регсдел. - М.: Мир, 1986. - 346 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Ультразвуковая обработка поверхностей как одно из направлений существенного повышения производительности и качества механической обработки материалов. Изучение практического опыта применения ультразвука в процессах абразивной обработки и их шлифования.
контрольная работа [25,6 K], добавлен 30.01.2011Служебное назначение и требование к точности коленчатых валов. Материал и способы получения заготовок для коленчатых валов. Механическая обработка коленчатых валов. Токарная обработка коренных шатунных шеек. Обработка внутренних плоскостей и смазочных кан
реферат [16,5 K], добавлен 07.11.2004Основные особенности процесса шлифования. Схема работы абразивных зерен. Технические характеристики портальных, мостовых и плоскошлифовальных станков. Разработка конструкции и паспорта камнерезного станка. Технология шлифования различных материалов.
курсовая работа [4,0 M], добавлен 20.06.2010Анализ существующих технологических процессов алмазно-абразивной обработки напылённых покрытий и технической минералокерамики. Физико-механические свойства керамических материалов. Влияние технологических факторов на процесс обработки напылённой керамики.
дипломная работа [4,0 M], добавлен 28.08.2011Условия работы, нагрузки коленчатых валов, природа усталостных разрушений. Виды повреждений и причины отказа, дефекты коленчатых валов судовых дизелей. Технологические методы восстановления и повышения износа. Определение просадки и упругого прогиба вала.
дипломная работа [3,2 M], добавлен 27.07.2015Характеристика и анализ достоинств и недостатков методик финишной обработки длинных валов. Сущность и схема комбинированной обработки длинного вала. Способы оптимизации режимов резания при точении нежестких валов, разработка ее математической модели.
научная работа [467,2 K], добавлен 20.10.2009Служебное назначение и техническая характеристика детали. Общее описание проектируемого участка, обеспечение функционирования. Обработка конструкции детали на технологичность. Критерии оценки технологической эффективности процесса правки и шлифования.
дипломная работа [2,0 M], добавлен 07.06.2016Особенности и понятие обработки методом шлифования, способы и режимы. Зернистость абразивных материалов и структура шлифовального круга, его назначение, применение и выбор. Типы круглошлифовальных станков, их строение и конструктивные особенности.
курсовая работа [6,0 M], добавлен 07.03.2010Основные виды коррозионно-механического разрушения трубопроводов, механизмы абразивной эрозии и способы защиты металла от разрушения абразивными частицами. Принципы получения экспериментальных данных для создания и корректировки моделей абразивной эрозии.
дипломная работа [977,4 K], добавлен 25.02.2016Анализ технологичности конструкции детали в зависимости от ее обработки в различных типах производства. Составление маршрута механической обработки, выбор структуры операции и необходимого оборудования. Расчет режимов резания и техническое нормирование.
дипломная работа [2,3 M], добавлен 26.03.2012Способы повышения эффективности процесса шлифования, основные схемы, обзор оборудования и инструментов. Абразивные материалы. Связка шлифовального круга. Смазочно-охлаждающие жидкости. Форма и маркировка шлифовальных кругов. Автоматизация процесса.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 04.11.2014Выбор моделей женского пальто, материалов, режимов обработки и нового оборудования. Расчет экономической эффективности и разработка технологической последовательности обработки швейного изделия. Прогрессивные методы обработки отдельных деталей и узлов.
курсовая работа [752,3 K], добавлен 08.08.2010Электрохимическое шлифование алмазными или абразивными кругами на токопроводящих металлических связках. Инструмент, электролиты и оборудование для шлифования. Заточка инструментов из твердых сплавов. Обработка деталей из магнитотвердых материалов.
реферат [34,4 K], добавлен 14.12.2010Сущность технологических операций шлифования и соответствующие им виды работ. Отличительная особенность шлифовальных станков, виды режущего инструмента и абразивного материала. Конструкция станков, выбор режима шлифования, настройка и правила работы.
реферат [309,2 K], добавлен 30.05.2010Виды шлифования. Шлифовальное оборудование. Круглошлифовальные, бесцентрошлифовальные станки. Проектирование сборочного цеха. Конструирование устройства для шлифования колец подшипников. Определение напряженно-деформированного состояния детали "Клин".
дипломная работа [3,4 M], добавлен 27.10.2017Обзор математических моделей и зависимостей для расчета контактных температур. Распределение тепловых потоков между заготовкой, стружкой и шлифовальным кругом в зоне шлифования. Определение массового расхода смазочно-охлаждающей жидкости для шлифования.
лабораторная работа [95,6 K], добавлен 23.08.2015Определение параметров характерных точек термодинамического цикла теплового двигателя. Анализ взаимного влияния параметров. Расчет коэффициента полезного действия, удельной работы и среднего теоретического давления цикла. Построение графиков зависимостей.
контрольная работа [353,3 K], добавлен 14.03.2016Виды поверхностной лазерной обработки. Лазерное легирование, наплавка, маркировка, гравировка, характеристика процессов. Эксплуатационные показатели материалов после поверхностной обработки. Способы подачи легирующего элемента в зону воздействия.
реферат [1,2 M], добавлен 19.04.2016Основные дефекты ходовой части грузоподъемного крана. Технологические требования на дефектацию опорного катка. Расчет режимов наплавки и норм времени, механической обработки, шлифования. Разработка слесарного приспособления для снятия опорного катка.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 03.06.2012Классификация валов по геометрической форме. Изготовление ступенчатых валов. Материалы и способы получения заготовок. Технология обработки ступенчатых валов со шлицами (термообработка–закалка). Способы обтачивания наружных поверхностей, оборудование.
презентация [4,5 M], добавлен 05.11.2013
