ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ SỬA CHỮA Lập quy trình sửa chữa xilanh và nắp xilanh động cơ 8K42EF

1.2.Vật liệu chế tạo_ Vật liệu chế tạo nắp xilanh phải có cường độ cao,chịu nhiệt độ cao,hệ số giãn nở bé,tính năng đúc tốt,tổ chức lim loại chặt chẽ _ Vật liệu chế tạo nắp xilanh của độ

GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ 8K42EF

_ Động cơ 8K42EF là động cơ 2 kì của hãng HITACHI B&W quét thẳng qua xupáp

tăng áp bằng tuabin khí thải

_ Những thông số cơ bản của động cơ

+ Góc đóng muộn xupáp xả : 54,50 sau ĐCD

+ Góc phun sớm nhiên liệu : 120 trước ĐCT

+ Góc mở van gió khởi động : 50 trước ĐCT

+ Nhiệt độ khí xả lớn nhất cho phép : 6000 C

+ Nhiệt độ nhiên liệu vào lớn nhất : 1500C

+ Nhiệt độ dầu bôi trơn ra khỏi động cơ : 50 ÷ 55 0C

+ Nhiệt độ nước ngọt vào làm mát động cơ : 60 ÷ 70 0C

+ Nhiệt độ nước ngọt ra khỏi động cơ : 70 ÷ 90 0C

+ Áp suất gió khởi động : 20 ÷ 30 KG/cm2

+ Áp suất nước ngọt làm mát xilanh : 2,5 ÷ 3,5 KG/cm2

Chương 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XILANH VÀ NẮP XILANH

ĐỘNG CƠ 8K42EF Ι.XILANH

1 Điều kiện làm việc và vật liệu chế tạo của sơ mi xilanh.

1.1 Điều kiện làm việc

Sơ mi xilanh là chi tiết có nhiệm vụ làm bàn trượt cho piston chuyển động, và góp phần tạo nên buồng cháy của động cơ nên sơ mi xilanh làm việc trong điều kiện hết sức khắc nghiệt

- Trực tiếp tiếp xúc với khí cháy, làm việc trong điều kiện cao áp, nhiệt độ cao và chịu ăn mòn hoá học

- Không ngừng ma sát với xéc măng trong điều kiện bôi trơn không tốt nên mài mòn cơ giới lớn

- Sự chênh lệch nhiệt độ trong và ngoài xilanh rất lớn nên trong xilanh luôn tồn tại một ứng suất nhiệt lớn

- Trong động cơ hình thùng xilanh còn chịu lực đẩy ngang

- Có đủ sức bền để chịu đựng áp suất khí thể

- Chịu mòn tốt

- Khi piston trượt trên mặt gương xilanh tổ thất ma sát ít

- Chống được ăn mòn hoá học trong môi trường nhiệt độ cao

- Giãn nở tự do theo huớng trục

Các loại vật liệu chế tạo sơ mi xilanh:

- Gang (Gang hợp kim )

- Thép ( Thép hợp kim )Với động cơ 8K42EF xilanh được đúc bằng gang PVAĐTU 10-62

2.Kết cấu và các kích thước cơ bản

Sơ mi xilanh của động cơ 8K42EF là xilanh ướt.Khi làm việc trực tiếp tiếp xúc với nước làm mát của động cơ Kết cấu của sơ mi xilanh ướt cũng như

sơ mi xilanh khô nhưng mặt ngoài có kết cấu khác Mặt gương sơ mi xilanh được gia công rất chính xác, Một đầu có gờ lắp ghép chính xác với thân máy Chiều dày của sơ mi xilanh thường được làm giảm dần về phía đuôi.Phần trên của sơ mi có vai tì để ép chặt vào gờ định vị của thân máy và có joăng đồng làm

kín nước,phía dưới sơ mi có phần gờ lồi trên đó có khoan 4 lỗ tương ứng với 4

lỗ trên block xilanh phân bố đều trên chu vi sơ mi để lắp giắc co dẫn dầu nhờn bôi trơn cho sơ mi,phía trên các lỗ này có 2 rãnh để lắp gioăng làm kín

nước,phía dưới các lỗ này có rãnh để lắp gioăng làm kín dầu.Phía dưới rãnh nàyngưòi ta khoét 18 cửa nạp khí tăng áp phân bố đều trên sơ mi đều theo phương đường kính.Các cửa nạp này có cấu tạo hướng cho dòng khí tăng áp đi theo phương tiếp tuyến với chu vi sơ mi nhằm làm tăng khả năng xoáy lốc cho dòng khí tăng áp.Sơ mi có dạng hình ống,phía trên tiếp giáp với mặt quy náp,còn phía dưới tự do giãn nở.Sơ mi xilanh cùng với block xilanh tạo thành khoang chứa nước làm mát sơ mi

2.3 Các kích thước cơ bản

Các kích thước cơ bản của sơ mi xilanh được thể hiện như trên hình vẽ

Ø 420Ø525

6 5

4 3 2 1

H1 Sơ mi xilanh động cơ 8K42EF

1.Gờ lắp ghép2.Xilanh3.Mặt gương xilanh4.Gioăng làm kín nước5.Gioăng làm kín dầu6.Cửa nạp khí

1.2.Vật liệu chế tạo

_ Vật liệu chế tạo nắp xilanh phải có cường độ cao,chịu nhiệt độ cao,hệ số giãn nở bé,tính năng đúc tốt,tổ chức lim loại chặt chẽ

_ Vật liệu chế tạo nắp xilanh của động cơ 8K42EF là vật liệu tổng hợp

2.Kết cấu nắp xilanh của động cơ

Nắp xilanh của động cơ 8K42EF được đúc thành từng chiếc rời bằng gang

và cùng với xilanh tạo thành buồng đốt Tại chính giữa của nắp xilanh có khoét một lỗ lớn để lắp đặt hộp xupáp xả và hai lỗ lắp vòi phun,1ỗ để lắp xupáp khởi động.Trong nắp có hai khoang nước làm mát hộp xupáp.Hộp xupáp xả được cố định bằng 4 bulông cấy sẵn vào nắp xilanh.Vòi phun và xupáp xả được cố định trên nắp xilanh,mỗi thứ bằng hai con bulông bắt vào nắp xilanh.Nắp xilanh có dạng hình tròn có 4 tai nhô ra để gá đồ dùng khi tháo lắp

Ø285Ø274

3.Hộp xupáp xả

Chương 2 PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN

nhóm piston,chất lượng bôi trơn và làm mát,vật liệu chế tạo,chất lượng

chế tạo,lắp ráp,khai thác và sửa chữa.Xilanh thường bị mòn nhiều ở

vùng buồng đốt.Qua kết quả nghiên cứu tính toán và thực têsuwr dụng

đã chứng minh giá trị mài mòn lớn nhất của xilanhnằm trong khu vực tại

vị trí của xécmăng trên cùngkhi piston nằm ở vị trí ĐCT và nhỏ nhất tại

vị trí xécmăng dầu cuối cùng khi piston ở điểm chết dưới

_Đối với động cơ hai kỳquá trình mài mòn mặt gương xilanh cũng tương ứng việc làm sắc nhọn các cửa quét,cửa xả

1.2.Mặt gương xilanh bị xước

– Kết cấu không hợp lý– Bó piston khi động cơ làm việc– Cấp nước ngay khi thấy động cơ mất nước làm mát

1.4.Mặt ngoài xilanh bị ăn mòn

Nguyên nhân

_ Do xilanh tiếp xúc trực tiếp với nước làm mát, vì vậy mà xilanh

bị rỗ, hoặc bị thủng ở phần lắp joăng kín nước Xilanh bị ăn mòn gây rò lọt nước xuống cácte

1.5.Mặt ngoài xilanh bị xâm thực

1.8.Mặt gương xilanh bị ăn mòn hoá học

Nguyên nhân

_ Do sự tác dụng của khí sunfurơ,các khí này được hình thành là

do trong nhiên liệu có chứa lưu huỳnh Sự ăn mòn mặt gương xilanh nhanh và mãnh liệt hơn so với sự ăn mòn điện hoá ở ngoài

2.Yêu cầu kỹ thuật sau sửa chữa

Sơ mi xilanh có các yêu cầu kỹ thuật như sau:

– Độ nhẵn của mặt gương xilanh không thấp hơn 1,25 với đường kính xilanh lớn hơn 400 mm và không nhỏ hơn 0,32 với đường kính xilanh nhỏ hơn 200 mm

– Độ nhẵn của các dải lắp ghép không thấp hơn Rz20

– Độ không vuông góc giữa tâm xilanh và tâm gờ tựa không lớn hơn 0,08 mm với đường kinh nhỏ hơn 500 mm và không lớn hơn 0,1 với đường kính lớn hơn 500 mm

– Độ đồng tâm giữa mặt trong và mặt ngoài không lớn hơn 0,15 mm.– Sai lệch về đường kính + 0,05 mm với đường kính D < 250 mm + 0,06 mm với dường kính D = 250 ÷ 500

+ 0,07 mm với đường kính D > 500 mm – Độ côn và độ ôvan không vượt quá 0,8 dung sai đường kính

– Đường kính mép trên nhỏ hơn đường kính lắp ráp của block xilanh một lượng là 0,5 ÷ 1,0 mm

– Độ dày của sơ mi xilanh ( 0,05 ÷ 0,10)D

3.Lựa chọn phương án sửa chữa:

_ Giả thiết xilanh động cơ hai kỳ 8K42EF, đường kính 420 mm bị ăn mòn gờ lắp ghép

Khi gờ lắp ghép của sơ mi xilanh bị mòn.Khi đó nước làm mát bị rò ra ngoài hoặc đường tâm của xilanh sẽ bị lệch không còn vuông góc với dường tâm ắc biên nữa Vì vậy ta tiến hành sửachữa bằng phương pháp gắn keo dán kim loại Devcon vì đây là loại keo dùng riêng cho các thiết bị tàu thuỷ, đặc biệt các thiết bị chịu nhiệt độ và ứng suất cao như xilanh,mặt khác nó có khả năng bám dính rất tốt với kim loại gốc

4.Bảng ng uyên công sơ bộ

B ng 1 ảng 1

II Kiểm tra dường kính,độ côn, độ ôvan Panme đo trong,dưỡng,comparater

III Kiểm tra độ không vuông góc giữa bềmặt chịu lực và đường tâm xilanh Đồng hồ so

IV Kiểm tra ăn mòn ở mặt ngoài xilanh Đất sét

ІІ.NẮP XILANH

1.Các hư hỏng thường gặp ở nắp xilanh

1.1.Nứt vỡ nắp xilanh

Nguyên nhân

_ Do ứng suất cơ_ Do va đập_ Do ứng suất nhiệt

2.Lựa chọn phương án sửa chữa _ Ở đây ta giả thiết nắp xilanh của đông cơ 8K42EF bị nứt ở vị trí cạnh xupáp xả,chiều

dài vết nứt là 50 (mm)

_ Các vết nứt thường xuất hiện phía ngoài nắp xilanh,nhất là khu vực ở gần cửa xả và vòi phun.Nắp xilanh bị nứt sẽ gây nên rò lọt nước làm mát xuống buồng cháy làm cho sơ mi xilanh bị han gỉ,hư hỏng.Khi động cơ hoạt động có hiện tượng khói trắng,nếu nhiều sẽ gây hiệntượng kích nổ dẫn đến nguy hiểm cho động cơ.Ngoài ra nó còn làm khí cháy rò lọt ra ngoài làmảnh hưởng đến công suất của động cơ.Vì vậy ở đây ta cần có biện pháp để sửa chữa nắp xilanh

bị nứt

_ Việc sửa chữa các nắp xilanh phụ thuộc vào đặc trưng hư hỏng và độ mài mòn.Các vếtnứt trên các tường phía ngoài của nắp xilanh sẽ được làm lại bằng các tấm giằng và vá lại bằng các tấm lót bằng đồng hoặc bằng thép Đôi khi những nắp xilanh sửa chữa như vậy lại dùng được khá lâu.Khi có vết nứt trên tường phía ngoài nắp ngoài xilanh được sửa chữa bằng cách đặt những tấm lót bằng thép hoặc đồng lên trên tấm đệm cao su hoặc thiết lập các nút vít thép hay đồng.Khi đó việc khoan hai đầu vít là việc nhất thiết phải làm.Việc lựa chọn phương pháp sửa chữa phụ thuộc vào độ lớn của vết nứt,vị trí phân bố của vết nứt và điều kiện kĩ thuật của nắp xilanh,điều kiện khai thác của động cơ

_ Nhưng tất cả các phương pháp như vậy trong trình độ kĩ thuật hiện đại nên xem như phương pháp tạm thời và ứng dụng cho những vết nứt ở vị trí không quan trọng

Phương pháp sửa chữa nắp xilanh có hiệu quả hơn cả là triệt tiêu các vết nứt phía trong cũng như phía ngoài bằng hàn.Với động cơ 8K42EF nắp xilanh làm bằng gang nên ta chọn phương pháp hàn nóng.Trong trường hợp phải nghiên cứu sơ bộ quá trình công nghệ để hàn các vết nứtcho phù hợp,sửa chữa như vậy có thực hiện trong điều kiện nhà máy

3.Bảng nguyên công sơ bộ

B ng 2ảng 1

IV Đục rãnh và vát mép Thiết bị chuyên dùng

VI Gia công sau hàn

Chương 3 GIẢI THÍCH QUY TRÌNH І.XILANH

1.Nguyên công I – Vệ sinh sơ mi xi lanh

a Trước khi vệ sinh

_ Chuẩn bị đầy đủ dụng cụ như giẻ lau, chổi sắt …, để sơ mi xilanh nơi sạch sẽ và rộng rãi

b Trong khi vệ sinh.

_ Trong khi vệ sinh cần cẩn thận tránh làm xước mặt gương của xilanhkhông dùng đục hay dụng cụ cứng đục vào xilanh

c Sau khi sửa chữa

_ Sau khi sửa chữa yêu cầu xilanh phải sạch sẽ không bị xước hay

có các hư hỏng khác do vệ sinh gây ra

2.Nguyên công II – Kiểm tra đường kính, độ côn, độ van

a Yêu cầu

– Mặt gương xilanh phải được vệ sinh sạch sẽ

_ Vệ sinh sạch sẽ đầu đo của dụng cụ đo,dưỡng đo

_ Sơ mi xilanh phải được đặt lên trên bàn chuẩn

_ Thao tác nhẹ nhàng, đeo găng tay

b Dụng cụ

_ Thước panme đo trong có độ chính xác tới 0,01 mm,comparter

_ Dưỡng đo

c Trình tự

_ Vệ sinh sạch sẽ sơ mi xilanh,dùng dầu diesel rửa rồi lau

khô.Chú ý không gây xước mẻ chi tiết nhất là bề mặt làm việc của chi

tiết

_ Kiểm tra thật tỉ mỉ phía trong và phía ngoài sơ mi xilanh, đặc

biệt là bề mặt gương xilanh

* Vị trí đo _ Tại vị trí ứng với xéc măng số 1 khi piston ở vị trí điểm chết

_ Dùng dưỡng đặt vào xilanh

_ Tại mỗi vị trí đo người ta tiến hành lắp panme theo chiều dọc vàtheo chiều ngang để lấy kích thước cần đo.Sau khi đo xong,người ta ghi

số liệu vào hồ sơ sửa chữa

* Sau khi đo xong ta ghi kết quả vào bảng sau

Đường kính danh nghĩa D = … mm

B ng 3ảng 1

XILANH

Vị trí đo Hướng đo

* So sánh với các giá trị giới cho phép và giới hạn của độnh cơ

8K42EF do nhà chế tạo quy định và đưa ra kết luận

* Giá trị đường kính định mức: 420+0,07 mm

* Giá trị đường kính giới hạn : 423,5 mm

* Độ ôvan định mức : 0,06 mm

* Độ ôvan tới hạn : 0,8 mm

2 3

H4.Kiểm tra đường kính, độ ôvan, độ côn

1.Sơ mi xilanh2.Dưỡng

3.Nguyên công III – Kiểm tra độ không vuông góc giữa bề mặt chịu lực và đường tâm xilanh

c.Trình tự

– Vận chuyển xilanh lên bàn máy doa ngang– Gá đặt xilanh trên hai mũi chống tâm– Vệ sinh bề mặt chịu lực cùa gờ tựa– Kiểm tra đồng hồ so

– Cho mũi đo của đồng hồ so tiếp xúc với mặt đo với lực đo nhất định

– Quay từ từ xilanh một vòng 3600– Ghi lại số liệu

_ Kết luận và đưa ra phương pháp xử lý

4 Đồng hồ so

4 Nguyên công IV – Kiểm tra ăn mòn ở mặt ngoài xilanh

a Yêu cầu

_ Vệ sinh sạch sẽ chỗ bị ăn mòn

_ Đất sét sau khi đắp vào phải để khô

_ Vệ sinh sạch vị trí đắp đất sét sau khi lấy đất sét ra

_ Nhất thiết phải làm sạch bề mặt chi tiết trước khi gắn keo

_ Đảm bảo thời gian khô cần thiết cho keo Để làm ngắn thời giankhô và giữ cho keo không phân lớp,nên giữ nhiệt độ môi trường từ 60-

– Vệ sinh sạch bóng chỗ bị ăn mòn trên gờ lắp ghép

– Nung nóng chỗ gờ bị ăn mòn lên đến nhiệt độ 70-800C – Trộn bột kim loại vào với keo

– Gắn keo vào vị trí bị ăn mòn

6.Ngyên công VI - Tiện

a.Yêu cầu

_ Dùng mặt trong xilanh làm chuẩn

_ Đảm bảo đúng kích thước theo yêu cầu

_ Đảm bảo độ nhẵn bề mặt

_ Tâm gờ lắp ghép của sơ mi xilanh phải vuông góc và cắt đường tâm trục khuỷu, độ không cắt cho phép không vượt quá 0,15 mm/m, độ không vuông góc cho phép không vượt quá 0,1 mm/m

b Dụng cụ

_ Máy tiện

_ Đồ gá

c Trình tự

_ Gá sơ mi xilanh lên trên máy tiện bằng các đồ ghá chuyên dùng_ Dùng mặt trong làm chuẩn,sử dụng các loại dao để tiện gờ lắp ghép

1.Nguyên công I - Vệ sinh nắp xilanh a.Trước khi vệ sinh

_ Chuẩn bị đầy đủ dụng cụ như giẻ lau, chổi sắt …, để nắp xilanh nơi sạch sẽ và rộng rãi

b.Trong khi vệ sinh

_ Vệ sinh sơ bộ bên ngoài nắp xilanh_ Vệ sinh sạch sẽ vùng vết nứt

2.Nguyên công II - Kiểm tra vết nứt a.Yêu cầu

_ Xác định chính xác vị trí,chiều dài của vết nứt

_ Sau kiểm tra cần làm sạch để chống ăn mòn cho nắp xilanh

b.Dụng cụ

_ Chất thẩm thấu là hỗn hợp bao gồm: Dầu hoả,dầu biến thế,benzon và các chất màu như sơn đỏ,màu Sudan III,Sudal IV _ Chất chỉ thị là phấn trắng,cao lanh hoặc hỗn hợp màu trắng

c.Trình tự

_ Bôi chất lỏng thẩm thấu lên bề mặt nắp xilanh

_ Tẩy rửa chất thẩm thấu thừa,làm khô_ Bôi chất hiện (hiển thị), hình dạng vết nứt sẽ hiện lên dưới dạngvết đỏ trên nền trắng

_ Kiểm tra, đánh giá,xác định chiều dài vết nứt_ Làm sạch,và cũng có thể cần chống ăn mòn cho nắp xilanh

Chú ý:Bề mặt nắp xilanh mà quá thô nhám thì cần phải ngâm nắp

xilanh trong nước màu,sau đó rửa sạch và thổi khô.Sẽ có khoảng 5% chất thẩm thấu được lưu giữ lại ở các vùng khuyết tật,nên dùng nước nóng để ngâm và nhiệt độ vật thử khoảng 15-500C sau khi làm khô đểkiểm tra

3.Nguyên công III - Khoan chặn a.Yêu cầu

_ Tránh tạo ra ứng suất tập trung_ Chiều sâu của vết nứt bao nhiêu thì khoan tới đó

b.Dụng cụ

_ Máy khoan_ Mũi khoan  6  8mm

c.Trình tự

_ Tiến hành khoan 2 lỗ ở hai đầu vết nứt để hạn chế không cho vết nứt phát triển thêm

1 2

H6.Khoan chặn

1.Lỗ khoan2.Vết nứt

5.Nguyên công V - Hàn

a.Yêu cầu

_ Mối hàn đều, đảm bảo kim loại hàn bám chặt với kim loại gốc_ Trong mối hàn và trong vùng ảnh hưởng nhiệt của nắp xilanh không xuất hiện các vết nứt

_ Khi hàn đắp xong lớp kim loại phải đảm bảo kích thước.Chỉ lớnhơn từ 3-5 mm so với kích thước cũ

+ Đường hàn sau ngược với đường hàn trước+ Mỗi lớp hàn cần vệ sinh sạch lớp kim loại chảy bắn tung toé

_ Giai đoạn kết thúc,nhiệt độ hàn không được nhỏ hơn 4000C

12

* Phương pháp phấn màu a.Yêu cầu

_ Sử dụng phương pháp phấn màu _ Xác định chính xác chất lượng của mối hàn

b.Dụng cụ

_ Dầu hoả_ Phấn trắng ( hoặc nước vôi )

c.Tiến hành

_ Bôi dầu hoả lên nắp xilanh chỗ vết hàn và để chừng 10-15 ph,sau đó lau khô hoặc thổi khô và bôi lên bề mặt của nó một lớp phấn mỏng

_ Nếu vết hàn chưa kín thì sẽ hiển thi thành các vết ướt

* Phương pháp siêu âm a.Yêu cầu

c.Tiến hành

_ Chùm tia siêu âm từ đầu dò phát vào vị trí của mối hàn,thiết bị thu (đầu thu) được đặt ngay sau,nó sẽ thu được tình trạng năng lượngcủa sóng siêu âm sau khi đi qua mối hàn

_ Nếu vết hàn chưa kín thì sóng sẽ bị gãy khúc,hình dạng và kích thước của tia siêu âm thu được sẽ thể hiện tình trạng của vết hàn