Підвищення довговічності корпусних деталей

Abstract

У магістерській роботі розв’язано актуальну науково-прикладну проблему підвищення термовтомної міцності та довговічності головок циліндрів автотракторних дизельних двигунів шляхом удосконалення технології їх ремонту. На основі аналізу причин утворення термовтомних тріщин і результатів розрахунково-експериментальних досліджень теплонапруженого стану вогневого днища встановлено, що переважна більшість головок циліндрів, які надходять у капітальний ремонт, мають тріщини в міжклапанних перемичках, зокрема в зоні між форсунковим отвором і гніздами клапанів. Обґрунтовано та розроблено нові способи відновлення головок циліндрів з термовтомними пошкодженнями, які передбачають введення у вогневе днище компенсаторів напружень у вигляді деконцентраторів напружень для головок із зароджувальними тріщинами, а також застосування вставних вогневих днищ для головок із тріщинами значної глибини. Запропоновані технологічні процеси адаптовані до умов підприємств технічного сервісу та не потребують суттєвого ускладнення ремонтного обладнання. Результати експлуатаційних випробувань підтвердили ефективність розроблених рішень: ресурс відновлених головок циліндрів становить 2880–6500 мотогодин залежно від способу відновлення, а сумарна довговічність при багаторазовому відновленні із застосуванням вставних вогневих днищ досягає 6000–6400 мотогодин, що більш ніж у два рази перевищує довговічність серійних головок циліндрів. Отримані результати свідчать про доцільність практичного впровадження запропонованих способів ремонту з метою підвищення надійності та ресурсу дизельних двигунів у процесі експлуатації.

The master's thesis solves the urgent scientific and practical problem of increasing the thermal fatigue strength and durability of cylinder heads in automotive and tractor diesel engines by improving repair technology. Based on the analysis of the causes of thermal fatigue cracks and the results of computational and experimental studies of the thermal stress state of the combustion chamber floor, it has been established that the vast majority of cylinder heads that undergo major repairs have cracks in the intervalve bridges, in particular in the area between the nozzle opening and the valve seats. New methods for repairing cylinder heads with thermal fatigue damage have been substantiated and developed, which involve the introduction of stress compensators in the form of stress deconcentrators for heads with incipient cracks into the combustion chamber, as well as the use of insertable combustion chambers for heads with cracks of considerable depth. The proposed technological processes are adapted to the conditions of technical service enterprises and do not require significant complications in repair equipment. The results of operational tests confirmed the effectiveness of the developed solutions: the service life of the restored cylinder heads is 2880–6500 motor hours, depending on the restoration method, and the total service life with multiple restoration using insertable fire bottoms reaches 6000–6400 motor hours, which is more than twice the service life of serial cylinder heads. The results obtained indicate the feasibility of practical implementation of the proposed repair methods in order to increase the reliability and service life of diesel engines during operation.