CC BY
26
5.Разработка методики внедрения «5S» и непосредственно ее реализация.
6. Разработка рабочих стандартов «5S» для персонала каждого подразделения предприятия.
7. Анализ полученных результатов проекта внедрения системы в подразделениях предприятия, и оценка эффективности проведенных мероприятий.
8.Внесение предложений по совершенствованию системы как на предприятии в целом, так и в отдельных его подразделениях.
Успешно внедренная система «5S» на любом предприятии будет положительно сказываться на организации и производительности труда в целом. А это позволяет сокращать время технологического процесса выпуска изделий и экономии ресурсов предприятия. За счет чего предприятие повышает эффективность производства, а значит и конкурентоспособность, что ведет к увеличению прибыли.
Список литературы
1. Хироюки Х., 5S для рабочих: как улучшить свое рабочее место. - М.: Институт комплексных стратегических исследований, 2007. - 168 с.
2. Исследование McKinsey & Company: Главная проблема российской экономики — низкая производительность труда. - URL: http://gtmarket.ru/
3. Стриженок О. А., Особенности внедрения японской системы организации рабочих мест в России. - URL: http://www.journal-discussion.ru
ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРА ОТКАЗОВ КРИВОШИПНО-ШАТУННОГО МЕХАНИЗМА ВЫСОКОФОРСИРОВАННОГО ДИЗЕЛЯ Марьина Надежда Леонидовна, к.т.н., доцент Балаковский инженерно-технологический институт, филиал НИЯУ
МИФИ
Овчинникова Екатерина Владимировна, аспирант Саратовский государственный технический университет
имени Ю.А. Гагарина
Экономически обоснованное стремление к повышению агрегатных мощностей за счет увеличения параметров термодинамическою цикла и частоты вращения коленчатого вала при одновременном улучшении показателей эксплуатационной надежности вызывает необходимость наиболее полного использования всех факторов, влияющих на усталостную прочность, износостойкость и несущую способность конструкции.
В течение последних лет затраты на ремонт машин, работающих в различных областях машиностроения, возросли в 2,5 раза, а наработка на отказ у отремонтированных транспортных дизелей снизилась в 2-3 раза. Снижение эксплуатационной надежности техники эксплуатируемой, как
правило, круглогодично, приводит к значительному снижению эффективности производства в целом. При этом 40-50% неисправностей приходится на двигатель как энергетический элемент любых машин, а из них около 32,5% отказов от общего количества отказов дизеля составляют неисправности коренных и шатунных подшипников коленчатого вала. И это, несмотря на то, что 75% времени технического обслуживания приходится на двигатель (по данным Ф.Н. Авдонькина, А.С. Денисова и др.).
Современная тенденция увеличения веса и габаритных размеров при неуклонном росте энергонасыщенности машин в сочетании с необходимостью обеспечения приемлемой стоимости обуславливает необходимость поиска новых ресурсов обеспечения эксплуатационной надежности ответственных деталей и сборочных единиц транспортных дизелей. Последнее вызвано тем, что создание новых двигателей внутреннего сгорания, как правило, более продолжительно, чем создание машин, для которых они предназначены и, если учесть, что эти машины должны обладать определенной конкурентоспособностью, в дизелях приходится создавать высокие преимущества в сравнении с лучшими общепризнанными на международном рынке аналогами.
Однако однозначно задать оптимальную форму и размеры ответственных деталей и обеспечить, таким образом, высокую эксплуатационную надежность не всегда представляется возможным. Это связано с рядом трудностей, которые определяются, во-первых, наличием взаимосвязей, когда высоконагруженные элементы оказывают побочные воздействия на другие элементы и могут вывести их из строя и, во-вторых, широким разнообразием условий и напряженно-деформированных состояний, возникающих при реальном нагружении деталей.
В процессе эксплуатации машин приобретает закономерность изменения техническое состояние их элементов (табл. 1). Как следует из таблицы 1, несмотря на различие в подходе авторов к причинам отказов, основная часть закономерных отказов обусловлена изнашиванием и усталостным разрушением.
Таблица 1. Распределение отказов дизелей но причинам, %
Причины отказов По данным
[2] [1] [3]
Изнашивание 40 50 41,4
Пластическая деформация 26 35 17,5
Усталостное разрушение 18 - 15,5
Тепловое разрушение 12 - 14,1
Коррозия - 15 0,3
Прочие 4 15 3,2
Таблица 2. Характер отказа в транспортных дизелях
Характер отказа Число отказов %
1 2 3
Развитие трещин 215 94
Дефекты изготовления 5 2
Коррозия 1
Ошибка при эксплуатации 3 -
Ползучесть 3 4
Не установлен 2 -
Всего 229 100
Если исключить из рассмотрения выходы из строя машин вследствие резких нерасчетных перегрузок, грубых ошибок при проектировании, эксплуатации или неблагоприятного сочетания перечисленных факторов, то остальные случаи наступления предельных состояний можно отнести к одной из двух групп. В первую группу, типичную для несущих элементов, работающих при высоких условиях общей нагруженности, входят предельные состояния, наступившие в результате постепенного накопления в материале рассеянных повреждений, приводящих к зарождению и развитию усталостных трещин до опасных или нежелательных размеров. Если трещина не обнаружена своевременно, ее развитие, как правило, приводит к аварийной ситуации.
Таблица 3. Наблюдаемые в эксплуатации отказы дизелей 6ЧН21/21 _(6ДМ-21А) _
Узлы деталей Коэффициент отказа
Блок, втулка цилиндра 0,03
Цилиндровая крышка 0,25
Поршневая группа 0,02
Коленчатый вал 0,01
Привод газораспределения, насосов 0,02
Регулятор 0,04
Топливный насос 0,15
Форсунки 0,08
Турбокомпрессор 0,02
Узлы цилиндровой крышки (седла, клапаны) 0,05
Система топливоподготовки 0,03
Трубопроводы 0,01
Пусковая система 0,02
ДАУ 0,04
Подшипники шатунные 0,23
Всего 1,00
Вторая группа включает предельные случаи, связанные с чрезмерным износом трущихся деталей и поверхностей.
Приведем сведения [1], дающие представления о характере отказов в высоконагруженной детали: подавляющее большинство отказов (94%) связано с возникновением усталостных трещин (табл. 2). По данным ООО «ПКР Дизельсервис», наблюдаемые в эксплуатации отказы транспортных дизелей 6ЧН21/21 (6ДМ-21А) из-за усталостных трещин характеризуются результатами, приведенными в таблице 3.
При испытаниях наблюдался выход из строя дизеля 6ЧН21/21 (6ДМ-
21 А), при работе на режиме =900лс при п=1500 об/мин произошёл обрыв шатуна 3 правого цилиндра (рис. 1).
а
Рис. 1. Шатун 3 правого цилиндра Дизель к моменту выхода из строя отработал 2000 часов. Наработка шатунов составила 1234 часа, из них 1,5 часа на Ne =1100 лс, 365 часов на
N =1050 лс.
На дизеле проводились испытания составных поршней, чугунной головки цилиндра (1 правый цилиндр), «узких» (шириной 53 мм) шатунных вкладышей.
Испытания проводились при угле опережения подачи топлива 36° до ВМТ.
За период испытаний было произведено 14 перезатяжек шатунных болтов.
После разборки дизеля обнаружено:
- обрыв шатуна 3 правого цилиндра, обрыв всех 4-х болтов этого шату-
Рис. 2. Стержень шатуна 3 правого цилиндра
Рис. 3. Шатунные болты 3 правого шатуна разбит блок-картер со стороны 3 правого цилиндра;
Рис. 4. Блок - картер(вид снизу на 3 правый цилиндр) на 3-й шатунной шейке имеются вмятины и забоины от удара шатуна
4;
Рис. 5. Вид на 3 шатунную шейку коленвала - на 2 правом шатуне трещина, распространяющаяся от отверстия в центральном ребре;
Рис. 6. Шатун 2 правого цилиндра (вид на трещину, распространяющуюся от отверстия в центральном ребре) разбиты поршень и гильза 3 правого цилиндра;
Рис. 7. Поршень 3 правого цилиндра. Гильза 3 правого цилиндра - на 3 левом шатуне имеются забоины от удара шатуна 3 правого цилиндра;
Рис. 8. Нижняя часть стержня 3 правого шатуна - разрушение шатунных вкладышей 3 правого шатуна от удара;
Рис. 9. Шатунные вкладыши 3 правого шатуна
- вмятина глубиной ~1мм на огневом днище головки 3 правого цилиндра от удара поршнем.
В результате осмотра установлено, что к дальнейшей работе непригодны следующие детали:
-блок-картер, вследствие разрушения в районе 3 правого цилиндра; -коленчатый вал, вследствие забоины на 3 шатунной рейке; -шатуны 2 и 3 правых и 3 левого цилиндров; -поршень и гильза 3 правого цилиндра, вследствие разрушения;
- головка 3 правого цилиндра по причине трещин во всасывающей и выхлопной плоскостях, образовавшихся от удара поршня о днище головки.
Характер излома 3 правого цилиндра показал, что обрыв начался от технологического отверстия в центральном ребре жёсткости, т.е. с наружной поверхности шатуна, а затем распространился к расточке под вкладыш.
Это подтверждается образованием трещины на 2 правом шатуне, распространяющейся от технологического отверстия в центральном ребре жёсткости.
Затем произошёл обрыв 1 и 2 шатунных болтов. Нижняя часть шатуна с крышкой, оставшись на шатунной шейке коленчатого вала, впоследствии была сбита с шейки стержнем шатуна и пробив лючок с кронштейном стартера вылетела наружу. При ударе стержня шатуна о крышку произошёл обрыв 3 и 4 шатунных болтов. Стержень шатуна при движении разбил поршень, гильзу и блок. Поршень ударился о жаровое днище головки цилиндра, что привело к образованию трещин во всасывающей и выхлопной плоскостях.
Вероятной причиной обрыва шатуна явилась недостаточная его прочность в сечении, проходящем по технологическому отверстию. Технологическое отверстие в центральном ребре жёсткости приводит к ослаблению ребра и появлению концентратора напряжений. Дополнительные напряжения в ребре создаются при запрессовке штифта в отверстие, что также приводит к ослаблению сечения.
Снижение прочности шатуна произошло из-за смещения технологического отверстия в центральном ребре жёсткости относительно оси симметрии шатуна, что привело к утоньшению стенки ребра, которая при запрессовке штифта могла разрываться и приводить в дальнейшем к обрыву шатуна.
Первая поверхностная усталостная трещина, появившаяся в антифрикционном слое переменных по знаку упругопластических деформаций, будет расти из-за наличия начальных остаточных напряжений, изучение которых позволяет выяснить причину трещинообразования и наметить технологические пути повышения эксплуатационной надежности дизелей.
Таким образом, на современном этапе в числе важнейших задач машиностроения является повышение эксплуатационной надежности дизелей, эффективности и конкурентоспособности последних на мировом рынке. Эксплуатационная надежность такой ответственной группы деталей, как кривошипно-шатунный механизм (КШМ), связана с использованием метода, обеспечивающего снятие и выравнивание критических напряжений.
Применение поверхностного пластического деформирования (ППД) позволит обеспечить равнопрочность конструкции по всем участкам ее поверхности. Упрочнение деталей методами ППД базируется на закономерностях упругопластического деформирования поверхностного слоя твердым телом.
Предлагаемая совершенная технология дифференцированной гидродробеструйной обработки высоконагруженных деталей транспортных дизелей отличается тем, что предполагает применение точной штамповки заготовки с нулевым припуском и дифференцированную гидродробеструйную обработку деталей КШМ за исключением отверстий под вкладыши подшипников и шатунные болты. Это позволяет нейтрализовать дефектный слой,
образованный после горячей штамповки и термообработки, который снижает эксплуатационную надежность детали. Дифференцированная гидродробеструйная обработка конструкции повышает предел усталостной прочности, подверженной усталостному разрушению и концентрации напряжений. Как финишная операция гидродробеструйная обработка на заключительной стадии исключает ручную полировку.
Предлагаемая совершенная технология предполагает снизить материалоемкость процесса до 50%, довести коэффициент использования материала до Ким=0,8-0,9, снизить трудоемкость изготовления на 3-4 нормоча-са, освободить 11-12 фрезерных станков, задействованных в обработке вы-соконагруженных деталей КШМ, и рабочих, их обслуживающих.
Работа выполнена при финансовой поддержке МинобрнаукиРФ Соглашение № 14.574.21.0015-mnRFMEFI57414X001 и Госзадания Минобр-науки России № 9.896.2014/K
The work is executed at financial support the Ministry of education of Rus-sia(project RFMEFI57414X001) and government job of the Ministry of education of Russia № 9.896.2014/K
Список литературы
1. Кузнецов Е.С. Управление технической эксплуатацией автомобилей. -М.: Транспорт, 1990. - 272 с;
2. Овсеенко А.Н., Серебряков В.И., Гаек М.М., Технологическое обеспечение качества изделий машиностроения. - М.: УМО AM, 2004. -296 с;
3. A.W.J. Materials research and tribology. TNO, 1971, № 8. - p. 445-445.
ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТАВА ВОДНО-АЦЕТАМИДНОГО ПЕРХЛОРАТНОГО РАСТВОРА В ПРОЦЕССЕ ЭХО
Маслов Александр Владимирович, к.т.н., доцент Липецкий государственный технический университет
Приводятся результаты исследований анионного состава водно-ацетамидного перхлоратного раствора при анодной электрохимической обработке (ЭХО) титана с целью оценки эксплуатационной надежности электролита.
Качество и эффективность электрохимической обработки электродного материала (обрабатываемого металла) зависит от количественного состава раствора электролита и физико-химических свойств его компонентов. Поскольку компоненты раствора являются расходуемыми веществами, возникает необходимость периодического или непрерывного восстановления (регенерирования) его свойств. Кроме того, необходимо периодическое, либо постоянное удаление продуктов электрохимического растворения (шлама). В результате повышается долговечность раствора электролита, что непосредственно сказывается на технико-экономических показателях процесса электрохимической обработки. Ранее в [1] при исследовании ра-
