Эксплуатация и ремонт городского электрического транспорта

Министерство образования Республики Беларусь Учреждение образования

" Белорусский государственный университет транспорта"

Кафедра «Электрический подвижной состав»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине:

" Эксплуатация и ремонт городского электрического транспорта"

Разработал студент группы МГ — 51 Д.Н. Кушнер

Согласовано ст. преподаватель В.М. Лазеев

• Введение
• 1. Условия и принцип работы компрессора на троллейбусе
• 2. Неисправности компрессора, их причины и способы предупреждения
• 3. Объём работ при ремонте компрессора
• 3.1 Требования и описание объёма работ технологического процесса ремонта компрессора
• 3.2 Составления ведомости дефектов для основных деталей компрессора
• 4. Разработка технологии ремонта компрессора
• 4.1 Составление структурной схемы технологического процесса ремонта
• 4.2 Разработка комплекта технологических документов
• 4.3 Организация рабочего места и техника безопасности при ремонте компрессора
• 5. Конструкция и работа специального технологического оборудования
• 5.1 Описание конструкции и работы стенда
• 5.2 Комплексная оценка качества ремонта на стенде
• 5.3 Расчёт опор стенда на устойчивость
• 6. Эффективность применения разработанного оборудования
• Список использованных источников

Основная задача предприятий городского электрического транспорта (ГЭТ) — эксплуатация подвижного состава (ПС), обеспечивающая эффективное транспортное обслуживание городского населения: максимальное снижение затрат времени на передвижения и снижение транспортной утомляемости; максимальный выпуск ПС на линию, высокую регулярность движения и транспортный комфорт пассажироперевозок. На обеспечение высоких качественных показателей городских пассажирских перевозок прямо или косвенно работают все структурные единицы многоотраслевого транспортного хозяйства: службы движения, подвижного состава, пути, электроснабжения и другие его службы и отделы.

Эксплуатация ПС включает в себя организацию его линейной работы (движения) и технического обслуживания (ТО). В курсе «Эксплуатация и ремонт подвижного состава ГЭТ» изучаются вопросы теории и практики ТО подвижного состава — организации хранения подвижного состава и выпуска его на линию, линейный ремонт, осмотры и ремонты в эксплуатационных и эксплуатационно-ремонтных депо, мастерских и заводах.

В процессе выполнения курсового проекта по дисциплине «Эксплуатация и ремонт городского электрического транспорта» более детально изучается конкретная сборочная единица (компрессор) подвижного состава. Анализируются условия её работы, устанавливаются основные неисправности, их причины и способы предупреждения.

Описываются общие требования к объему работ по компрессору согласно правилам ремонта, составляется дефектная ведомость.

Цель работы направлена на изучение студентом принципов разработки технологического процесса ремонта, технологической документации.

В заключительной части курсового проекта разрабатывается и рассчитывается специальное технологическое оборудование, определяется себестоимость ремонта и срок окупаемости разработанного специального оборудования.

ремонт электрический троллейбус транспорт

1. Условия и принцип работы компрессора на троллейбусе

Всё пневматическое оборудование троллейбусов делится на несколько систем: напорную — для получения и аккумулирования запаса сжатого воздуха; тормозную — для приведения в действие механических тормозов; пневмоподвески — для питания элементов пневматической подвески; пневматического усилителя рулевого управления — дверных пневматических приводов; приводов пневматических стеклоочистителей, приводов песочниц и других пневматических приводов вспомогательных механизмов.

В напорную систему в общем случае входят воздушный фильтр, компрессор, конденсатор, обратный клапан, влагомаслоотделитель, противозамораживатель, манометр высокого давления и трубопроводы, соединяющие все эти устройства. Помимо этого на резервуарах и влагомаслоотделителе устанавливают спускные краны. В реальных пневматических системах троллейбусов приборы и устройства напорной системы имеют разные конструктивные исполнения, могут быть совмещенными, а некоторые просто отсутствовать. Проектирование напорной системы троллейбусов подчинено задаче получения и аккумулирования качественного сжатого воздуха в количестве, необходимом для нормальной работы всех пневматических приводов и других потребителей.

На троллейбусах используют исключительно одноступенчатые (с одной ступенью сжатия) двух-трехцилиндровые компрессоры простого действия (поршень работает одной стороной) с вертикальным или горизонтальным расположением поршневой группы. На троллейбусах ЗиУ-5Д, ЗиУ-682, ЗиУ-9 применен одноступенчатый двухцилиндровый простого действия компрессор ЭК-4 с горизонтальным расположением поршневой группы. Его подача 300 л/мин при 280 об/мин коленчатого вала, ПВ не более 50% и продолжительности цикла до 10 мин. На троллейбусах МТБ-82 и ЗиУ-5 первых выпусков работает трехцилиндровый одноступенчатый компрессор простого действия с вертикальным расположением поршневой группы. Он имеет подачу 200 л/мин при частоте вращения коленчатого вала 1200 об/мин.

Для очистки поступающего в компрессор атмосферного воздуха от пыли и влаги на крышке блока цилиндров устанавливают воздухоочиститель, в корпусе которого находится пропитанная маслом фильтрующая набивка или фильтрующий элемент, через который проходит засасываемый воздух. В процессе компрессии воздух сильно нагревается, благодаря чему точка росы содержащегося в нем водяного пара повышается. Это препятствует выделению конденсата и способствует проникновению его в пневматическую систему. Поэтому на пути к главному резервуару сжатый воздух должен быть максимально охлажден. Охлаждение его происходит за счет теплообмена с атмосферой через стенки трубопроводов и пневматических приборов напорной системы, но этого обычно недостаточно. Для более интенсивного охлаждения сжатого воздуха вблизи компрессора в напорной системе ставят специальные приборы — конденсаторы с развитой поверхностью охлаждения, конденсационные резервуары и влагомаслоотделители.

Электрокомпрессор состоит из компрессора ЭК 4В и электродвигателя постоянного тока ДК 410. Компрессор ЭК 4В относится к типу горизонтальных поршневых компрессоров низкого давления и малой производительности. Компрессор (рисунок 1) состоит из корпуса 1, коленчатого вала 2, шатунно-поршневой группы 4, 6, блока цилиндров 7, коробки клапанов 8, двухступенчатого редуктора 14.

Корпус компрессора, отлитый из чугуна, является основной базовой деталью. На корпусе крепятся все остальные детали и сборочные единицы. Доступ внутрь корпуса осуществляется через отверстия, плотно закрываемые крышками.

Коленчатый вал — стальной, двухкривошипный. Коренными шейками коленчатый вал опирается на радиальные однорядные шариковые подшипники. Один подшипник расположен в корпусе 1, другой — в крышке 20.

1 — корпус; 2 — коленчатый вал; 3 — шатунный подшипник; 4 — шатун; 5 — втулка; 6 — поршень; 7 — блок цилиндров; 8 — крышка клапанов; 9 — винт стопорный; 10 — регулировочные отверстия; 11 — эксцентриковая ось; 12 — втулка; 13 — блок шестерен; 14 — редуктор; 15 — масляные каналы; 16 — опорная шейка; 17 — шарикоподшипник радиальный однорядный № 411; 18 — маслоразбрызгиватель; 19 — шарикоподшипник радиальный однорядный № 411; 20 — крышка подшипника; 21,22 — шестерни

Рисунок 1 — Общий вид электрокомпрессора ЭК 4В

Шатуны изготовлены из стали. В разъеме между стержнем и крышкой каждого шатуна расположен маслоразбрызгиватель 18 и регулировочные прокладки.

Подшипники скольжения в нижней головке изготовлены из баббита в виде заливки, в верхней — из бронзы в виде разрезной втулки.

Поршни — чугунные. На каждом поршне расположены по два уплотнительных и маслосъемных кольца. Кольца изготовлены из специального чугуна или полимерного материала.

Блок цилиндров отлит из чугуна. Наружная поверхность блока оребрена для более эффективного охлаждения.

Коробка клапанов также изготовлена из чугуна. Внутри коробки расположена перегородка, разделяющая всасывающую полость от нагнетательной. В коробке установлены два всасывающих и два нагнетательных клапана.

Клапаны — самодействующие, кольцевые со спиральной пружиной, прижимающей пластину к седлу. Детали клапана изготовлены из стали, пластина — из хромистой стали.

Двухступенчатый редуктор состоит из колеса зубчатого на коленчатом валу 2, колеса зубчатого на валу электродвигателя 18 и блока колес зубчатых на оси эксцентриковой 10. Блок колес зубчатых состоит из двух колес, изготовленных из стали. В блок запрессованы бронзовые втулки 11. Блок должен свободно вращаться на эксцентриковой оси при отсутствии зацепления с колесами электродвигателя и коленчатого вала. Смазка зубчатых колес редуктора осуществляется за счет частичного погружения колес в масло. Смазка остальных трущихся поверхностей деталей компрессора осуществляется при помощи двух разбрызгивателей, установленных в разъеме шатунов.

Для заправки масла в корпусе имеется отверстие с ввернутым в него маслоуказателем (рисунок 2).

Рисунок 2 — Маслоуказатель

По линейке маслоуказателя определяется уровень масла в корпусе компрессора. Работа компрессора с уровнем масла ниже нижней риски маслоуказателя не допускается.

Техническая характеристика

Тип электрокомпрессораЭК 4В

Подача, м3/мин не менее 0,3

Давление нагнетания (избыточное), МПа 0,8

Потребляемая мощность, кВт, не более 2,7

Режим работы ПВ50

Наибольшее время непрерывной работы, мин… не более 15

(не чаще одного раза в течение двух часов)

Номинальная частота вращения коленчатого вала, об/мин. 330

Диаметр цилиндров, мм 112

Ход поршня, мм 92

Передаточное число редуктора 3,4

Масса, кг, не более 300

Тип электродвигателяДК-410

Номинальная мощность, кВт 3,5

Номинальный ток, А 9,35

Номинальное напряжение, В 550

Номинальная частота вращения, об/мин 1130

Номинальный вращающий момент, Н· м 29,6

КПД, % 68,0

В целом необходимо отметить, что работа компрессора подвержена постоянным динамическим нагрузкам — это такие нагрузки, которые изменяют своё значение, положение или направление в короткие промежутки времени, вызывая большие ускорения и силы инерции.

Коленчатый вал испытывает значительные усилия давления газов, передающиеся шатунно-поршневым механизмом, от сил инерции поступательно и вращательно движущихся масс, а также усилия моментов, возникающих вследствие крутильных колебаний.

где F — сила давления газов, Н;

P — давление в цилиндре, Па;

S — площадь поперечного сечения поршня, м².

Площадь поперечного сечения можно найти из соотношения:

где

d — диаметр цилиндра, м;

м²;

Н.

где T — вращающий момент на валу двигателя, Н· м;

N — мощность электродвигателя, Вт;

щ — угловая скорость, рад/с.

где n — число оборотов, об. /мин.

рад/с;

Н· м.

Помимо этих сил элементы компрессора (в большей степени цилиндро-поршневая группа) подвержены действию и сил трения:

где F_тр — сила трения компрессионных колец о стенки цилиндра, Н;

м - коэффициент трения;

R - нагрузка на стенки цилиндра, Н.

2. Неисправности компрессора, их причины и способы предупреждения

Основными причинами неисправностей (отказов) компрессоров являются дефекты (погрешности) механической обработки деталей и сборки компрессора и дефекты, возникающие в процессе эксплуатации.

Первая причина отражает отклонения от технических условий, регламентирующих качество изготовления компрессора. Действие этой причины двоякое:

1) если отклонения от технических условий на изготовление компрессора превышают допустимые, то возможна авария при первых же пусках компрессора;

2) если даже отклонение от технических условий на изготовление компрессора находится в допустимых пределах, то данная причина может способствовать интенсификации развития дефектов в процессе эксплуатации.

Основной причиной дефектов, возникающих в процессе эксплуатации, является потеря работоспособности составных частей компрессора при превышении их предельного износа. При длительной работе любой машины даже при нормальных условиях эксплуатации и соблюдении правил технического обслуживания ее составные части изнашиваются. Изнашивание представляет собой процесс отделения материала с поверхности твердого тела и увеличения его остаточной деформации при трении, проявляющийся в постепенном изменении размеров и (или) формы тела (ГОСТ 27 674−88). Скорость и интенсивность изнашивания зависят от физико-химических свойств материалов поверхностей трения, шероховатости, отклонения от заданной формы поверхностей (овальность, конусность и т. п.), отклонений взаимного расположения поверхностей (отклонение от параллельности, перекос и т. п.), частого и разного изменения скорости относительного движения и нагрузки сопряженных деталей и в большей степени от качества смазывания (несоответствующий смазочный материал, его загрязнение, недостаточное смазывание). Изнашивание сопряженных деталей является причиной 85% отказов компрессорного оборудования. Свыше 70% затрат на ремонт поршневых компрессоров связано с износом поршней и цилиндров.

Составные части компрессоров подвержены изнашиванию практически всех основных видов; абразивному, газоабразивному и газоэрозионному, окислительному, механическому, коррозионно-механическому и т. д.

Абразивное изнашивание происходит в результате режущего или царапающего действия твердых частиц, взаимодействующих с поверхностью детали. Интенсивному абразивному изнашиванию подвергаются цилиндры (гильзы цилиндров), поршневые кольца, клапаны, подшипники и другие детали.

Газоэрозионному изнашиванию подвергаются детали газовых трактов компрессорных машин. Поверхности изнашиваются в результате воздействия потока газа, даже если газ содержит малое количество абразивных частиц. В противном случае развивается процесс газоабразивного изнашивания, протекающий при действии на поверхность твердых тел или твердых частиц, увлекаемых потоком газа.

При окислительном изнашивании преобладает химическая реакция материала детали с кислородом или окисляющей окружающей средой. На соприкасающихся поверхностях образуются пленки окислов, которые в процессе трения разрушаются и вновь образуются; продукты изнашивания состоят из окислов. От других видов изнашивания оно отличается отсутствием агрессивной среды, протекает при нормальных и повышенных температурах при трении без смазочного материала или при недостаточном его количестве. Одним из видов борьбы с окислительным изнашиванием является создание поверхностей трения с высокой твердостью.

Механическое изнашивание происходит в результате любых механических взаимодействий на поверхности трения. Возможно изменение размеров или формы деталей в результате пластической деформации их микрообъемов. Изнашиванию этого вида чаще всего подвержены зубья шестерен, шпонки, шлицы, штифты, упоры, резьбовые соединения, вкладыши, баббитовые слои.

Коррозионно-механическое изнашивание происходит в результате механического взаимодействия, сопровождаемого химическим взаимодействием материала со средой. При изнашивании указанного вида часто наблюдается разрушение рабочих поверхностей вследствие выкрашивания вновь образуемых структур. Выкрашивание происходит в результате физико-химических изменений, протекающих на поверхностях трения, образования и интенсивного разрушения новых структур. Примером таких структур являются отбеленные слои на поверхностях чугунных деталей, формирующиеся в процессе работы. Изнашивание этого вида характерно для таких деталей компрессоров, как коленчатые валы (шейки), баббитовые вкладыши шатунов, поршневые кольца, гильзы цилиндров.

а) б) в)

Рисунок 3 — Виды коррозионных разрушений

а — коррозионное растрескивание; б — точечная коррозия (питтинг); в — межкристаллитная коррозия

Коррозия металлов — разрушение металлов вследствие химического или электрохимического взаимодействия их с коррозионной средой. Для компрессоров характерны следующие виды коррозии:

· коррозионное растрескивание — коррозия металла при одновременном воздействии коррозионной среды и внешних или внутренних механических напряжений растяжения с образованием транскристаллитных или межкристаллитных трещин (рис. 3, а);

· точечная коррозия (питтинг) — местная коррозия металла в виде отдельных точечных поражений (рис. 3, б); при точечной коррозии происходит прогрессирующее проникновение коррозионной среды в глубь металла с образованием изъязвлений; возникает при разрушении защитной пленки или слоев продуктов коррозии;

· межкристаллитная коррозия — коррозия, распространяющаяся по границам кристаллов (зерен) металла или сплава (рис. 3, в);

· фреттинг-коррозия, протекающая при колебательном перемещении двух поверхностей одна относительно другой в условиях взаимодействия с коррозионной средой;

· газовая коррозия — химическая коррозия металла в газах при высоких температурах;

· ножевая коррозия — локализованный вид коррозии металла в зоне сплавления сварных соединений в агрессивных средах;

· контактная коррозия — электрохимическая коррозия, вызванная контактом металлов с разными стационарными потенциалами.

При одновременном воздействии циклических растягивающих напряжений и коррозионной среды понижается предел выносливости металла (коррозионная усталость).

Наиболее часто встречаются такие неисправности компрессора, как снижение его производительности, перегрев при работе, пропуск масла в систему, стуки и нарушения в системе смазки. Относительно быстрое падение производительности может произойти в результате износа деталей, замерзание воздухопровода, снижение уровня смазки в компрессоре или несоответствие качества смазки установленным требованиям.

Перегрев компрессора также наблюдается при чрезмерном расходе воздуха в системе. В этом случае неисправность устраняется путем подтяжки и уплотнения соединений. Если система замерзла, то ее отогревают и очищают от загрязнений и скопившихся влаги и масла.

Недостаточная производительность компрессора может быть следствием ослабления или поломки пружин клапанов, пропуска воздуха клапанами вследствие их неплотного прилегания к седлам, поломки клапанов, пропуска воздуха в местах посадки седел в гнездах. Эти неисправности устраняют, заменяя изношенные или поврежденные детали, тщательно промывая их, а в случае необходимости — притирая клапаны к их седлам.

Стуки в компрессоре чаще всего возникают вследствие разработки или выплавления шатунных подшипников, износа поршневых пальцев, бабышек поршней и втулок в верхних головках шатунов, а также в случае поломки клапанных пружин и клапанов. Для устранения этих дефектов производится перезаливка баббитом шатунных подшипников, шлифовка шеек коленчатого вала, замена поршневых пальцев и втулок в верхних головках шатунов, а также при необходимости замена деталей клапанного механизма.

Неисправности компрессора, их причины и способы устранения представлены в таблице 1.

Таблица 1 — Неисправности компрессора и методы их устранения

3. Объём работ при ремонте компрессора

3.1 Требования и описание объёма работ технологического процесса ремонта компрессора

Корпус компрессора, отливаемый из серого чугуна, является основной базирующей деталью, на которой монтируются все остальные детали и узлы. Дефекты корпуса приведены в таблице 2.

Трещины или обломы проходящие через отверстия крепления блока цилиндров или через отверстия для крепления крышки картера завариваются.

При выявлении дефектов внутренних резьб можно выделить два наиболее часто встречающихся случая:

1) Резьба в основном не подверглась изнашиванию или повреждению; повреждены, как правило, механически первые входные витки (зазубрины, сплющивание витков, срезание части витков при механической обработке);

2) Резьба полностью или большая ее часть изношена либо повреждена.

В первом случае при восстановлении зенкуют входную коническую фаску, а затем проводят калибровку резьбы тем же набором метчиков, что и при механической обработке данной резьбы. Калибровку проводят вручную либо на станках сверлильной группы, обычно радиально-сверлильных с применением специальных резьбонарезных патронов.

Во втором случае резьбу восстанавливают по способу ремонтных размеров либо с применением компенсаторов износа.

Ремонт отверстий под подшипники осуществляется наплавкой с последующей обработкой до чертежного размера.

Коленчатый вал — одна из наиболее нагруженных деталей поршневого компрессора. Во время работы вал испытывает переменные динамические нагрузки, поэтому он должен быть достаточно жестким, чтобы под действием рабочих нагрузок обеспечить необходимую точность движения перемещающихся частей, обладать высоким сопротивлением усталости. Поверхности трения коленчатого вала должны иметь высокую износостойкость.

Трещины и обломы любого характера и расположения на коленчатом вале не допускаются. При наличии искривления вала выполняют правку механическим, термическим или термомеханическими способами. При механическом способе прогиб вала чаще всего устраняют правкой на прессе.

Точение коренных и шатунных шеек проводят для удаления задиров и забоин, обнаруженных на шейках и галтелях, а также в случаях, если погрешности формы и биение шеек достигли предельных значений. Обработку выполняют на токарно-винторезных станках. Шатунные шейки обрабатывают при установке вала в центросместителях. Точение является операцией предварительной обработки шеек либо для их последующей перешлифовки на новый ремонтный размер, либо для последующего восстановления их номинальных размеров наплавкой. В некоторых случаях перед точением целесообразно провести отпуск для уменьшения твердости обрабатываемых поверхностей.

Для восстановления шатунных шеек применяют наплавку открытой дугой колеблющимся электродом. В качестве наплавочного материала применяют чугун, который имеет преимущества по сравнению со сталями: высокую циклическую вязкость; высокую износостойкость; малую чувствительность к надрезам; хорошую обрабатываемость. Для наплавки используют сварочную проволоку Св-08 и специальную порошковую шихту.

Шпоночную канавку ремонтируют путем вырезания канавки следующего ремонтного размера либо заваркой старой канавки и вырезанием новой канавки в другом месте.

Поврежденную резьбу ремонтируют нарезанием резьбы следующего ремонтного размера.

Ремонт шатунов сводится к перезаливке баббитом, замене бронзовых втулок верхних головок шатунов новыми, замене болтов и в редких случаях к правке изогнутого стержня. Баббитовую заливку поясков обрабатывают точением (предварительно), после чего баббит уплотняют обкатыванием роликами и затем обтачивают начисто до требуемого размера. Сверлят отверстие для смазки. Кромки заливки скашивают для обеспечения нормального смазывания во время работы.

3.2 Составления ведомости дефектов для основных деталей компрессора

При преступлении к ремонту любого технического объекта составляется ведомость дефектов для определения объёма ремонтно-восстановительных работ.

В таблице 2 представлена ведомость дефектов основных деталей входящих в корпус компрессора.

Таблица 2 — Ведомость дефектов основных деталей входящих в корпус компрессора

В таблице 3 представлены ремонтные размеры шатунных шеек.

Таблица 3 — Ремонтные размеры шатунных шеек

4. Разработка технологии ремонта компрессора

4.1 Составление структурной схемы технологического процесса ремонта

Процесс ремонта состоит из следующих этапов: демонтаж компрессора, разборка и мойка, дефектация, ремонт, сборка с последующей обкаткой. Каждый этап содержит технологические операции, которые выполняются в строго определенной последовательности в соответствии с ремонтной документацией. Структурная схема технологического процесса ремонта компрессора представлена на на листе 1 графической части.

Разборка компрессора осуществляется в агрегатном отделении на специальном стенде в следующем порядке:

Разборка на узлы:

— обдуть сжатым воздухом, протереть;

— отвернуть спускную трубку, слить масло;

— отсоединить компрессор от электродвигателя и снять;

— вывернуть воздухоочиститель, угольник, клапан обратный, открепить воздушный шланг;

— открепить и снять крышку картера с прокладкой;

— открепить и снять сапун в сборе с крышкой;

— открепить и снять клапанную коробку с прокладкой;

— открепить и снять поршень с шатуном;

— открепить и вынуть коленчатый вал.

Разборка узлов:

Корпус

— открепить и снять крышку и прокладку блока шестерен;

— вынуть маслоуказатель, вывернуть шпильки, отвернуть пробку, винт стопорный, выпрессовать эксцентриковую ось, вынуть блок шестерен;

— открепить и снять блок цилиндров.

Клапанная коробка

— отвернуть крышку, вывернуть стаканы, вынуть клапана;

— разобрать клапан нагнетательный или всасывающий.

Шатунно-поршневая группа

— снять поршневое кольцо вынуть два стопорных кольца;

— выпрессовать палец, снять поршень.

Сапун в сборе

— открепить и снять шайбу пружинную, верхнюю часть, нижнюю часть, сетку прокладку.

Коленчатый вал

— вынуть стопорное кольцо, спрессовать крышку, шестерню, подшипник.

Клапан предохранительный

— отвернуть контргайку и винт, вынуть толкатель и пружину, снять обойму вынуть шарик, вывернуть седло.

Клапан обратный

— вывернуть пробку, снять прокладку, вынуть пружину и клапан, снять кольцо.

Воздухоочиститель

— открепить и отделить от штуцера два воздухоочистителя;

— вынуть замковую пружину, дно, крышку, верхнюю часть, сетку, набивку, пружину.

Мойка и дефектовка деталей

— промыть детали компрессора и протереть;

— дефектовать детали

Ремонт

Корпус

— калибровать резьбы корпуса

Блок шестерен

— заменить шестерню ЭК-4.01.013; спрессовать шестерню, развернуть отверстие, напрессовать шестерню;

— заменить втулку ЭК-4.01.015; выпрессовать втулку, развернуть отверстие, запрессовать втулку.

Коробка клапанная

— седло нагнетающего или всасывающего клапана припилить, шлифовать и притереть с клапаном;

— клапан припилить, шлифовать и притереть с седлом клапана;

Шатунно-поршневая группа

— выплавить старый баббит, лудить шатун в спецприспособлении;

— подготовить шатун к расточке: запилить торцы шатуна и крышки, установить и закрепить прокладки и крышку;

— расточить шатун на токарном станке обточить торцовые поверх ности с двух сторон;

— выпрессовать втулку, запрессовать и развернуть новую втулку, зачистить шатун.

Коленчатый вал

— калибровать резьбу;

— проточить и шлифовать шейки коленчатого вала.

Клапан обратный

— вырезать прокладку;

— вырубить просечное кольцо;

Воздухоочитститель

— калибровать резьбу присоединительного штуцера;

— калибровать резьбу угольника;

— калибровать резьбу шпильки;

— калибровать резьбу штуцера фильтра;

— вырезать прокладку.

Сборка узлов

— скомплектовать детали по комплектовочной ведомости;

— обдуть сжатым воздухом, протереть.

Корпус

— вставить блок шестерен, запрессовать эксцентриковую ось, за вернуть винт стопорный, пробку, шпильки, вставить маслоуказатель;

— установить и закрепить крышку и прокладку блока шестерен;

— установить и закрепить блок цилиндров.

Клапанная коробка

— собрать клапан всасывающий или нагнетательный, испытать;

— вставить клапаны, завернуть стакан, навернуть крышки.

Шатунно-поршневая группа

— соединить поршень с шатуном, запрессовать палец, вставить два стопорных кольца.

Сапун в сборе

— установить и закрепить прокладку, нижнюю часть, сетку, верх нюю часть, шайбу.

Коленчатый вал

— напрессовать подшипник, шестерню, крышку, встать, стопорное кольцо.

Клапан предохранительный

— установить кольцо, клапан, пружину, поставить прокладку, за вернуть пробку.

Воздухоочиститель

— установить дно, верхнюю часть, сетку, пружину, набивку, вста вить замковую пружину;

— соединить и закрепить два воздухоочистителя соединительным штуцером

Сборка компрессора

— запрессовать и закрепить коленчатый вал;

— установить и закрепить поршень с шатуном;

— установить и закрепить прокладку и клапанную коробку;

— установить и закрепить прокладку и крышку картера;

— установить и закрепить прокладку и крышку с сапуном;

— завернуть угольник, воздухоочиститель, клапан предохранитель ный, клапан обратный, надеть и закрепить воздушный шланг;

— соединить компрессор с электродвигателем.

Обкатка и испытание

— Залить масло в компрессор, проверить уровень;

— произвести обкатку, испытание и регулировку компрессора по ТУ

4.2 Разработка комплекта технологических документов

В комплект технологической документации входят:

маршрутная карта — предназначена для маршрутного или маршрутно-операционного описания технологического процесса, выполняет роль сводного документа, в котором указывается адресная информация (№ цеха, участка, наименование операций, технологическое оборудование и оснастка, материальные нормативы и трудовые затраты;

операционная карта — предназначена для операционного описания единичных технологических режимов, средств технологического оснащения, материальных и трудовых затрат;

карта эскизов — предназначена для указания дополнительной графической информации с целью пояснения выполнения технологического процесса операций или переходов, включая контроль и перемещения;

технологическая инструкция — применяется в целях сокращения объёма разрабатываемой технологической документации и предназначена для описания технологических процессов, имеющих непрерывный характер действия или технологических процессов, повторяющихся при ремонте, независимо от состава ремонтируемых сборочных единиц.

Выбор комплектности документов в основном зависит от типа производства, стадий разработки документов, применяемых технологических методов ремонта сборочных единиц.

Общие требования к комплектности и оформлению технологической документации изложен в ГОСТ 3.1119 — 83, ГОСТ 3.1121 — 84.

Комплект технологических документов приведен в приложении А.

4.3 Организация рабочего места и техника безопасности при ремонте компрессора

Для обеспечения безопасных условий труда необходимо обеспечить достаточное освещение. Естественное и искусственное освещение цеха соответствует требованиям СН и П 23.05−95. Коэффициент естественной освещенности на рабочих поверхностях при верхнем и боковом освещении к. е. о. = 4,2?. При искусственном освещении в цехе применяется система комбинированного освещения (общее и местное), обеспечивающая на рабочих местах освещенность 200 лк.

Для общего освещения используются дуговые ртутные лампы (ДРЛ), для местного — светильники с непросвечивающими отражателями и защитным углом 30?, установленные на металлорежущих станках.

Для рабочих, участвующих в технологическом процессе механической обработки предусмотрены удобные рабочие места, не стесняющие их действий во время работы. На рабочих местах имеется площадь, на которой размещаются стеллажи, тара, столы и другие устройства для размещения оснастки, материалов, заготовок и готовых изделий. На каждом рабочем месте около станка на полу есть деревянные трапы на всю длину рабочей зоны, а по ширине 0,6 м от выступающих частей станка.

Для защиты от поражения током, при замыкании фазы на корпус оборудования, и от статического электричества предусмотрены заземляющие устройства.

К работе допускаются лица, прошедшие медицинский осмотр и специальное обучение, вводный и первичный инструктаж (в дальнейшем повторный) по охране труда и технике безопасности не рабочем месте, обучение безопасным методам и приёмам труда и соответствующую проверку знаний, имеющие соответствующую запись в квалифицированном удостоверении и прошедшие стажировку в течение не менее 3 — 5 смен. Периодичность проверки знаний один раз в год, инструктаж — один раз в квартал.

Работающий должен знать и соблюдать правила внутреннего и трудового распорядка, личной гигиены и производственной санитарии, ему запрещается употребление или нахождение в рабочее время в состоянии алкогольного, токсического или наркотического опьянения, курение в неустановленных местах.

Работающий должен знать и соблюдать требования по обеспечению взрыво и пожаробезопасности, производственной санитарии и личной гигиены, не курить на рабочем месте, не пользоваться легковоспламеняющимися жидкостями, следить за исправностью оборудования, инструментов и приспособлений.

При обнаружении неисправностей оборудования, приспособлений, нарушений технологического процесса, а также при получении травмы самим или другим работником предприятия необходимо прекратить работу, вывесить соответствующую табличку и немедленно сообщить о случившемся начальнику участка (при необходимости обратиться в медучреждение).

За нарушения требований инструкции по ОТ работник несёт административную, дисциплинарную или уголовную ответственность.

Требования безопасности перед началом работы

Подготовить и привести в порядок рабочее место, проверить наличие и исправность инструментов, приспособлений, наличие и состояние спецодежды и средств индивидуальной защиты.

Надеть и привести в порядок спецодежду и средства индивидуальной защиты (застегнуть рукава, ворот, подобрать волосы под головной убор и т. д.).

Перед началом работы необходимо убедиться в отсутствии опасных факторов производства, которые могут привести к травме.

Проверить наличие и достаточность освещения рабочего места. Включить вентиляцию.

Отключить напряжение от оборудования или механизма, на котором будут производиться ремонтные работы, и вывесить на рубильник плакат «Не включать — работают люди» (отключение производит электромонтер по ремонту электрооборудованию).

Рабочий инструмент должен отвечать следующим правилам:

молотки, зубила и др. должны иметь несбитую, без заусенцев поверхность;

напильники, ножовки по металлу, долото и др. должны иметь деревянные рукоятки, скреплённые металлическими кольцами;

деревянные ручки должны быть изготовлены из дерева твёрдых пород (берёза, дуб, граб);

гаечные ключи должны соответствовать размерам гаек и болтов и не должны иметь забоев и заусенцев.

При пользовании переносной электрической лампой необходимо проверить наличие на лампе защитной сетки, исправность шнура и штепсельной вилки. Напряжение переносных ламп не должно превышать 42 B в помещениях с повышенной опасностью и 12 B в особо опасных помещениях.

Электроинструмент, используемый при работе в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и вне помещений, должен иметь рабочее напряжение не свыше 12 B.

О всех неисправностях, недостатках и замечаниях, обнаруженных перед началом работы необходимо сообщить начальнику участка и не приступать к работе до его прихода и дальнейших указаний.

Требования безопасности во время работы

Установка обрабатываемых заготовок и снятие готовых деталей во время работы оборудования не допускается. Для транспортировки заготовок и готовых деталей, в виду больших габаритов, осуществляется кран балкой требуемой грузоподъемности.

При выполнении работ вблизи электросварочного поста или совместно со сварщиком необходимо надевать защитные очки.

При пользовании паяльной лампой следует соблюдать следующие правила безопасности:

не применять горючую жидкость, не предназначенную для данного типа лампы;

не заливать горючее вблизи открытого огня и более ѕ ёмкости бочка;

не накачивать лампу до давления, превышающего допустимого;

не разжигайте лампу путём нагревания её головки от постороннего огня.

При работе на заточном станке необходимо соблюдать правила, изложенные в «ИОТ по ОТ при работе на заточных станках».

Требования безопасности в аварийных ситуациях

При обнаружении неисправности используемого инструмента, шлангов и др. заявить об этом мастеру. Работать неисправным инструментом, а также самому разбирать, регулировать и ремонтировать запрещается.

При возникновении пожарной ситуации необходимо прекратить работу и вызвать пожарную команду, сообщить администрации и приступить к локализации пожара.

При получении травмы или внезапного заболевания необходимо прекратить работу, оказать пострадавшему первую помощь, направить его в медучреждение и срочно сообщить администрации.

Требование безопасности по окончании работ

Закончив работу привести рабочее место в порядок, убрать инструмент, приспособления, очистив их от пыли и грязи.

При уборке рабочего места следует соблюдать внимательность и осторожность, т.к. наличие пыли может попасть в органы зрения и дыхания, а тяжёлые предметы могут при падении послужить причиной несчастного случая.

Снять спецодежду, почистить и повесить в шкаф. О недостатках, выявленных во время работы, доложить начальнику участка.

5. Конструкция и работа специального технологического оборудования

5.1 Описание конструкции и работы стенда

Стенд предназначен для испытания и обкатки тормозного компрессора троллейбуса после ремонта. Целью обкатки являются первоначальная приработка трущихся поверхностей, определение качества ремонта и устранение выявившихся в процессе обкатки мелких дефектов.

Стенд (лист 2 графической части) состоит и продольных (двутавр № 18) и поперечных (швеллер № 10) балок 11 и 7 соответственно. Компрессор 9 в сборе с электродвигателем ДК 410 устанавливается на два посадочных места — седло 2 и швеллер 6, к которому приварен упор 1. Стенд стационарный и крепиться 4-мя анкерными болтами на месте, определяемом технологическими соображениями.

Провода, питающие стенд, гайкой 13 прикручиваются к изолирующей плите 4. Для защиты от поражения электрическим током клемная коробка закрывается кожухом 3.

Питание стенда осуществляется номинальным постоянным напряжением 550 В и пониженным напряжением, через понижающий трансформатор и выпрямитель, которое обеспечивает вращение вала двигателя с частотой не более 80 об/мин (20 об/мин коленчатого вала).

Пуск, остановка и защита электродвигателя от перегрузок осуществляются магнитным пускателем. Включение ручное, отключение автоматическое (при достижении давления в пневмосистеме 0,8 МПа) и ручное.

Для защиты от поражения электрическим током стенд приварен к заземляющей шине при помощи щупов 10.

Для испытания компрессора под нагрузкой, его соединяют с «искусственной» пневмосистемой троллейбуса, состоящую из ресиверов (3 шт. общим объёмом 75 л.). Для этого используется специальная ручка 5 с прорезиненным наконечником, который предотвращает пропускание сжатого воздуха в атмосферу, заменяя тем самым сложный процесс подключения при помощи, так называемого, ввёртыша. К ручке приварен трубопровод 8, который включает перепускной клапан и резиновый шланг, который обеспечивает подвижность хвостовой части. Регулятор давления отключает компрессор при достижении давления в ресиверах 0,8 МПа. Воздух из ресиверов стравливается перед следующим испытанием при помощи спускного крана.

Для обкатки компрессор устанавливается на стенд, заливают через сетку с размером ячеек не более 0,45 мм в картер компрессорное масло до верхней риски указателя уровня. Затем вручную прокручивают вал компрессора и убеждаются, что нет заеданий вала, поршней и шатунов. После этого включают электродвигатель на пониженное напряжение, которое обеспечивает вращения коленчатого вала не более 20 об/мин. Это делается для центровки осей компрессора и электродвигателя в горизонтальном положении. Когда соответствие осей будет достигнуто, останавливают электродвигатель и компрессор тщательно закрепляют болтами с электродвигателем.

Обкатку компрессора производят с целью приработки рабочих поверхностей его деталей и проверки их работы при частоте равной номинальной. В этом режиме компрессор должен работать в холостую безостановочно в течении 1,5 ч. В случае если в работе компрессора будут обнаружены ненормальный стук, шум пропуск масла в соединениях или другие дефекты, то его останавливают и обнаруженные дефекты устраняют. Начальный выброс масла над поверхностью поршней дефектом не служит. Однако, если в конце обкатки все же будет обнаружено выбрасывание масла, необходимо компрессор остановить; цилиндр, в котором происходит выбрасывание масла, снимают и осматривают состояние маслосъемного и поршневых колец. Если будет обнаружено, что все кольца имеют в одном и том же месте плохую притирку, нужно измерить диаметр цилиндра в трех точках. Если овальность цилиндра не выходит за пределы норм, то следует несколько сместить ось цилиндра (в сторону, противоположную от мест плохой приработки колец) путем подтягивания гаек и снова пустить компрессор в работу. Если выброс масла будет продолжаться, надо сменить плохо притертые кольца и обкатку произвести вновь до прекращения выбросов масла.

Когда обкатка будет закончена, компрессор останавливают, сливают масло из картера, так как оно в дальнейшем (без регенерации) непригодно для употребления из-за наличия в нем металлической пыли. Затем осматривают рабочую поверхность каждого цилиндра без их съемки. Поверхность цилиндров должна быть чистой, без задиров и рисок. Далее осматривают внутреннюю поверхность картера с целью выявления остатков выплавленного баббита. Обнаруженные остатки баббита укажут на происходивший перегрев шатунных подшипников. В этом случае необходимо устранить дефект в подшипнике, промыть внутреннюю поверхность картера керосином и произвести наружный осмотр других деталей. При обнаружении ненормальной работы какой-либо детали ее необходимо снять и устранить дефект. После осмотра и устранения неисправностей в картер наливают свежее масло и приступают к подготовке компрессора для дальнейших испытаний.

5.2 Комплексная оценка качества ремонта на стенде

Для оценки качества ремонта необходимо провести испытание компрессора без нагрузки и под нагрузкой (с подсоединенной пневмосистемой). В обоих испытаниях момент сопротивления вращению измеряется по амплитуде пульсаций тока двигателя. При испытании под нагрузкой данный метод позволит оценить относительную компрессию в цилиндрах.

Суть метода заключается в том, что по мере наполнения ресиверов воздухом увеличивается давление в пневмосистеме. Повышение давления вызывает возрастание момента сопротивления вращению коленчатого вала, что приводит к увеличению потребляемого двигателем тока.

Для реализации данного метода используется датчик тока (например, датчик Холла), включаемый последовательно с двигателем, и осциллограф, отображающий кривую потребляемого двигателем тока. Схема соединения представлена на рисунке 4.

Рисунок 4 — Схема соединения датчика тока и осциллографа

Испытание компрессора без нагрузки.

Испытание компрессора без нагрузки (с отсоединенной пневмосистемой) осуществляется после обкатки.

Контролируемые параметры:

· напряжение на двигателе — 550 В;

· частота вращения вала двигателя — 1100 — 1150 об/мин;

· амплитуда пульсаций тока двигателя — небольшая, см. рисунок 5.

Рисунок 5 Амплитуда пульсаций тока без нагрузки

Испытание компрессора под нагрузкой.

Испытание компрессора под нагрузкой осуществляется при номинальном напряжении (550 В) и после обкатки. Во время испытания необходимо облить (смазать) мыльной водой стык клапанной коробки и блока цилиндров для проверки герметичности соединения.

Цель испытания: проверка подачи компрессора и оценка относительной

компрессии цилиндров по амплитуде пульсаций тока двигателя.

Порядок проведения испытания:

1) Соединить компрессор с пневмосистемой (воздух из пневмосистемы после предыдущего испытания должен быть стравлен через спускной кран);

2) Включить осциллограф;

3) Сбросить предыдущие показания таймера;

4) Облить водой стык клапанная коробка-блок цилиндров;

5) Включить компрессор (таймер включается автоматически);

6) Контролировать параметры: напряжение, частоту вращения, амплитуду пульсаций тока двигателя;

7) Отключение двигателя (автоматическое, при давлении 0,8 МПа);

8) Анализ результатов.

Анализ результатов.

Время в течение которого компрессор поднял давление в пневмосистеме до 0,8 МПа не должно превышать 165 секунд (2 мин 45 секунд). Если время оказалось больше, то выясняют причину плохой подачи, устраняют ее и повторяют испытание (если надо, то с предварительной обкаткой).

При проведении испытания важно контролировать амплитуду пульсаций тока двигателя. При одинаковой компрессии в цилиндрах амплитуда кривой тока 1-го цилиндра равна амплитуде кривой тока 2-го цилиндра, см. рисунок 6. В начале испытания амплитуда тока небольшая, как на рисунке 4, а по мере повышения давления в ресиверах амплитуда увеличивается до значения, соответствующего давлению 0,8 МПа.

1-й цилиндр 2-й цилиндр

Рисунок 6 — Амплитуда пульсаций тока под нагрузкой

Если регулятор давления настроить на более высокое давление отключения, то амплитуда тока будет увеличиваться до установившегося значения, соответствующее максимальному давлению нагнетания компрессора.

Частота вращении вала двигателя под нагрузкой должна быть не менее 1080 об/мин.

Компрессор считается годным к эксплуатации, если время повышения давления в пневмосистеме не превышает 165 секунд (2 мин 45 секунд), и компрессия в цилиндрах примерно одинаковая.

5.3 Расчёт опор стенда на устойчивость

Для работы стенда необходимым будет являться условие устойчивости его опор. Опора представляет собой два двутавра (рис. 5.1), которые соединены между собой двумя швеллерами в качестве соединяющей перемычки. Для данной опоры были использованы двутавры № 18.

Рисунок 7 — Поперечное сечение опоры

Условие устойчивости можно записать в виде

где

N — продольная сила от расчетной сжимающей нагрузки, Н;

А — площадь поперечного сечения опоры, м²; А = 2,34· 10^-3 м² по сортаменту;

ц — коэффициент продольного изгиба;

R — расчетное сопротивление материала, МПа; R = 210 МПа (для Ст3).

Масса конструкции, опирающаяся на две опоры m, Н. Ориентировочно принимаем чистую массу компрессора, равную 300 кг.

Расчетный вес конструкции G_р, Н

G_р = mg,

где g — ускорение свободного падения, м/с²; g = 9,81 м/с².

G_р = 300 · 9,81 = 2943 Н.

Для обеспечения безопасности необходимо расчетный вес конструкции увеличить на коэффициент запаса k_з = 2.

G = k_з G_р,

G = 2 · 2943 = 5 886 Н.

Примем допущение, что вес конструкции между двумя опорами распределяется равномерно, тогда на одну опору приходится G/2 веса конструкции. И далее расчет будем вести для одной опоры. Для второй опоры расчет будет идентичным.

Продольная сила, приходящийся на одну опору (вес конструкции) N, Н

N = G / 2;

N = 5 886/2 = 2943 Н.

Момент инерции всего сечения относительно оси y, см⁴

J_y = 2 (J_y1 + X₀ ²F),

где J_y1 — момент инерции одного двутавра относительно оси y, см⁴; по

сортаменту для швеллера № 18, J_y1 = 82,6 см⁴;

X₀ — расстояние между осью y и центром тяжести двутавра, см; X₀ = 1,66 см;

F — площадь поперечного сечения швеллера, см²; F = 23,4 см² по

сортаменту для швеллера № 18;

J_y = 2 (82,6 + 1,66²· 23,4) = 294 см^4,

Радиус инерции всего сечения относительно оси y, см

см.

Гибкости опоры л

л = м L / i_y,

где м — коэффициент приведения длины, учитывающий способ закрепления концов опоры; м = 2;

L - длина опоры, мм; L = 100 см.

л = 2 · 100/2,5 = 80.

Используя гибкость опоры л, из сортамента находим коэффициент продольного изгиба ц = 0,8.

МПа.

Так как у = 1,26 МПа? цR = 0,8· 210 = 168 МПа, то условие прочности выполняется.

6. Эффективность применения разработанного оборудования

Годовая экономия, получаемая от внедрения специального технологического оборудования Э_г, р.

Э_г = (С_с — С_н) N,

где С_с — существующая себестоимость ремонта компрессора подвижной единицы (п. е.), р.;

С_н — новая себестоимость ремонта компрессора подвижной единицы, р.;

N — годовая программа ремонта, шт; принимаем для инвентарного парка в 150 п. е. N = 12 шт.

Себестоимость ремонта кузова С, р.

С = З + М + Н + Д,

где З — заработная плата рабочих, отнесенная к ремонту кузова, р.;

М — стоимость материалов и запасных частей, используемых при ремонте кузова, р.; М = 1,4· З;

Н — накладные расходы, связанные с ремонтом кузова, р.; Н = 1,6· З;

Д — доплаты рабочим, ИТР и другие отчисления (включая амортизацию), р; Д = 0,15· З.

Заработная плата рабочих, отнесенная к ремонту компрессора З, р.

где — часовая тарифная ставка среднего разряда для работ, отнесенных к ремонту кузова, р. /ч.;

— фонд рабочего времени для проведения одного КР; = 168 ч.;

kу — коэффициент повышения тарифных ставок по технологическим видам работ; для ремонта подвижного состава kу = 1,2

А^я_р — явочное количество работников, выполняющих ремонт компрессора, чел; для существующего положения принимаем А^я_р = 3 чел; при использовании специального оборудования А^я_р = 2 чел.

Часовая тарифная ставка среднего разряда для работ, отнесенных к ремонту компрессора, р. /ч.

где — месячный фонд рабочего времени; для 2007 г. = 168 ч.;

Т1 — месячная тарифная ставка первого разряда; на 1.09.2007 г.

T₁ = 120 609 р.;

kср — средневзвешенный тарифный коэффициент работников, занятых ремонтом компрессора; принимаем kср = 1,6.

р. /ч.

Заработная плата рабочих, отнесенная к ремонту компрессора, без использования специального технологического оборудования З_с, р.

р.

Заработная плата рабочих, отнесенная к ремонту компрессора, при использования специального технологического оборудования З_н, р.

р.

С_с = 694 310 + 1,4 · 694 310 + 1,6 · 694 310 + 0,15 · 694 310 = 2 881 387 р.

С_н = 462 874 + 1,4 · 462 874 + 1,6 · 462 874 + 0,15 · 462 874 = 1 920 927 р.

Э_г = (2 881 387 — 1 920 927) · 12 = 11 525 520 р.

Определяем период окупаемости разработанного технологического оборудования Т_ок, лет

где — дополнительные капитальные затраты, связанные с внедрением нового оборудования (включая стоимость самого оборудования), р; принимаем = 5 000 000 р.

= 0,43 года.

Список использованных источников

1. Local100.ru

2. Богдан Н. В. Троллейбусы. Устройство и техническое обслуживание / Н. В. Богдан, Ю. Е. Атаманов, Р. Р. Джагитян, В. П. Николаев, А. И. Сафонов. — Мн., 1997. — 256 с.

3. Богданович П. Н., Прушак В. Я. Трение и износ в машинах: Учеб. для вузов. — Мн.: Выш. шк., 1999. — 374 с.: ил.

4. Ефремов И. С., Кобозев В. М. Мех. оборудование троллейбусов. — М.: «Транспорт», 1978. — 311 c.

5. Лазеев В. М., Евдасёв И. С., Олешкевич Н. А. Ремонт подвижного состава городского электрического транспорта: лабораторный практикум / - Гомель: УО «БелГУТ», 2006. — 32 с.

6. Старовойтов Э. И. Сопротивление материалов: Учебник для студентов технических вузов. — Гомель: БелГУТ, 2004. — 376 с.

7. Типовой технологический процесс капитального ремонта троллейбусов в условиях депо. — УП «Минскгорэлектротранс», 2002 г.

8. Чмыхов, Б. А. Применение Единой системы технологической документации в дипломном и курсовом проектировании / Б. А. Чмыхов. — Гомель: БелИИЖТ, 1991. — 121 с.