Видеоканал РЦИТ на YouTUBE


Яндекс.Метрика



ПРОЕКТЫ ГРУППЫ КОМПАНИЙ
«Регионального Центра Инновационных Технологий»
Восстановление и продление срока эксплуатации
вала водяного насоса
дизеля ПД1М, тепловоза ТЭМ2
.

  1. Описание водяного насоса дизеля ПД1М, тепловоза ТЭМ2.
  2. Текущий ремонт водяного насоса дизеля ПД1М.
  3. Описание решаемой задачи.
  4. Решение задачи по восстановлению вала.
  5. Видео процесс решения задачи.
  6. Расчет затрат при проведении ремонтных работ. Определение себестоимости при решении поставленной задачи.

   1. ОПИСАНИЕ ВОДЯНОГО НАСОСА ДИЗЕЛЯ ПД1М, ТЕПЛОВОЗА ТЭМ2.


 
1. Всасывающий патрубок Д50.11.003-1,
2. Болт крепления патрубка,
3. Гайка обтекатель Д50.11.042,
4. Шпонка Д50.11.018,
5. Крыльчатка Д50.11.002-5,
6. Корпус насоса Д50.11.001-3,
7. Прокладка,
8. Гайка глухая,
9. Сальник набивной,
10. Шарикоподшипник №309,
11. Шарикоподшипник №408,
12. Шпонка Д50.11.035,
13. Гайка корончатая Д50.11.010-1,
14. Приводная шестерня Д.50.11.004-2,
15. Станина Д50.11.013,
16. Трубка распорная,
17. Вал Д50.11.005-5,
18. Нажимная сальниковая втулка,
19. Сменная втулка Д50.11.032-1.

   Водяной насос (Д50.11) дизеля ПД1М, тепловоза ТЭМ2 выполнен разъемным и состоит из корпуса8 и станины15, соединенных между собой болтами. К корпусу прикреплен всасывающий патрубок1.
   В подшипниках10 вращается вал17, на котором установлены на призматических шпонках и закреплены гайками крыльчатка5 и шестерня14. Насос прикреплен к дизелю четырьмя фланцами: боковым - через всасывающий патрубок, верхним - через нагнетательный патрубок, нижним - к блоку цилиндров и фланцем на станине - к корпусу привода шестерен. Водяная полость уплотнена набивным сальником и сменной втулкой. Сальник поджимается двумя гайками через нажимную сальниковую втулку18. Лабиринтное уплотнение предотвращает попадание воды в масляную полость.
   Согласно ЦТ-519 (п.4.2.5) в эксплуатации допускается просачивание воды не более 30 капель в минуту на позиции 0, которая отбрасывается буртом вала и сливается через штуцер. Практически в эксплуатации при сильной затяжке сальника имеет место большой износ вала, а при слабой затяжке - подсос воздуха, что пагубно отражается на работе насоса и вызывает нежелательные явления в дизеле, как-то: выброс воды из расширительного бачка, образование воздушных мешков и др.

   Нормальная работа насоса может нарушаться при ослаблении крыльчатки на валу. Ослабление крыльчатки на валу происходит, как правило, из-за дефектов, допущенных ранее при сборке насоса:
     - Слабая посадка,
     - Выработка шпоночного соединения,
     - Отсутствие упора гаек в ступицы крыльчатки или зубчатого колеса.
     - А также из-за нарушения балансировки.


   Водяной насос центробежного типа имеет производительность 90 м.куб/час при напоре 2,0-2,1 кГ/см.кв и 1780 об/мин (что соответствует 740-750 об/мин вала дизеля).

 

Рис.

Наименование детали
(сборочной единицы)

Обозначение детали

 

Насос водяной

Д50.11

5

Корпус

Д50.11.001-3

33

Крыльчатка

Д50.11.002-5

1

Труба всасывающая

Д50.11.003-1

37

Шестерня

Д50.11.004-2

46

Вал

Д50.11.005-5

14

Станина

Д50.11.013

21

Фланец

Д50.11.030А

49

Кольцо лабиринтное

Д50.11.031А-01

45

Втулка

Д50.11.032

9

Гайка

Д50.11.040-01

31

Гайка  глухая

Д50.11.042

32

Шайба стопорная

Д50.11.043

43

Нажимная сальниковая втулка

Д50.11.101

39

Гайка

Д50.11.010-1

34

Шпонка

Д50.11.18

35

Шпонка

Д50.11.19

48

Кольцо отражательное

Д50.11.021-1

3

Прокладка

Д50.11.025

25

Прокладка

Д50.11.026-1

4

Прокладка

Д50.11.027

2

Прокладка

Д50.11.028

42

Шпилька

Д50.11.035

20

Прокладка

Д50.11.038

8

Штифт

Д50.11.039

23

Прокладка

Д50.11.044

38

Шайба

Д50.11.046

27

Шайба

Д50.02.032

15

Планка стопорная

Д100.11.017-1

44

Кольцо уплотнительное

2Д100.11.020

28

Гайка

05.220.01.86

13

Пробка

05.312.01.86-03

17

Штуцер

05.442.01.86

18

Ниппель

05.451.01.86-03

19

Гайка

05.460.01.86-12

24

Болт 3М12-6gx60/66/05

ГОСТ 7798-70

16

Болт 3М8-6gx20/66/05

ГОСТ 7805-70

22

Болт 3М8-6gx25/66/05

ГОСТ 7805-70

12

Болт М12-6gx35/66/05

ГОСТ 7805-70

7

Болт 3М12-6gx35/66/05

ГОСТ 7805-70

29

Болт М16-6gx40/66/05

ГОСТ 7805-70

41

Гайка М10-6Н.05.05

ГОСТ 5929-70

50

Кольцо А45, покрытие Кд.21Хр

ГОСТ 13942-68

47

Подшипник 309

ГОСТ 8338-75

36

Подшипник 408

ГОСТ 8338-75

11

Шайба 12.65Г.05

ГОСТ 6402-70

6

Шайба С12.01.05

ГОСТ 11371-78

30

Шайба 12.65Г.05

ГОСТ 6402-70

26

Шпилька 3р  М12-х25.66.05   6g

ГОСТ 22034-76

40

Шплинт 4х45.05

ГОСТ 397-79

10

Проволока 1,0-1

ГОСТ 3282-74

   Руководство на общую разборку, сборку и испытание дизелей типа Д50 при среднем и капитальном ремонтах (105.80800.2.149-78)
   Руководство на заводской ремонт охлаждающего устройства тепловозов (РР-111-75).

   2. Текущий ремонт водяного насоса, дизеля пд1м.

   Водяной насос снимается и разбирается при проведении ТР-3 (согласно ЦТ-519 п.9.2.11), детали промываются в керосине и продуваются воздухом, шарикоподшипники промываются в осветительном керосине с применением волосяных щеток.
   При ремонте водяного насоса сваркой разрешается:
     - заварка трещин в любом месте корпуса насоса длиной не более 40 мм;
     - восстановление диаметрального зазора до чертежного размера путем наплавки    цилиндрических рабочих поверхностей, крыльчатки. Запрещается заварка концентрических   трещин в любом месте станины и всасывающего патрубка длиной более 1/3 окружности.
   Заварка трещин в корпусе, восстановление наплавкой рабочих поверхностей крыльчатки производится с соблюдением следующих условий:
     - концы трещин в корпусе и всасывающем патрубке засверливаются сверлом диаметром 8-12 мм, разделываются под V-образный шов с углом разделки 60+-5 градусов;
     - перед заваркой трещин или наплавкой рабочих поверхностей деталь подогревается до температуры 400 градусов С;
     - рабочие поверхности наплавляются газовой электросваркой с присадкой бронзового прутка и применением флюса (50% борной кислоты и 50% буры по массе).
   Статическая балансировка крыльчатки производится совместно с валом и шестерней рабочего колеса водяного насоса системы охлаждения наддувочного воздуха совместно с валом. При этом дисбаланс допускается соответствено 30 и 20 г.см. Уменьшение дисбаланса производится за счет снятия металла с торца приводной шестерни или с торцовой части крыльчатки, обращенной к приводной шестерни у насоса дизеля и торцовой части, противоположной приводу у рабочего колеса водяного насоса системы охлаждения наддувочного воздуха.
   Вал, имеющий выработку в местах посадки шарикоподшипников и уплотнений, восстанавливается хромированием или заменяется. Заварка трещин и наплавка вала насоса запрещается.
   Втулка сальника при наличии выработки наружной поверхности глубиной более 0,5 мм заменяется. Разрешается восстановление наружных поверхностей отражательной втулки и втулки сальника хромированием. Сальниковая набивка заменяется.
   Шарикоподшипники, имеющие дефекты, указанные в п.2.4.2 (ЦТ-519), заменяются. Зазор в сопряжении подшипников с корпусом восстанавливается нанесением клея ГЭН-150(В) на наружную обойму
   Шестерня заменяется при наличии изломов или трещин в зубьях и теле шестерни; отколов, располагающихся на расстоянии более 6 мм от торца зуба; предельного износа зубьев.   Суммарная длина отдельных участков отпечатка прилегания зубьев должна быть не менее 75% длины зуба. Смещение приводной шестерни по отношению к шестерне вала привода кулачкового вала допускается не более 2 мм.

  3.ОПИСАНИЕ РЕШАЕМОЙ ЗАДАЧИ.

Посадка подшипников на вал (Д50.11.005-5) водяного насоса (Д50.11) при просаженных зазорах.
Посадка крыльчатки
(Д50.11.002-5) на вал водяного насоса при зазоре более 0,20 мм.

   4. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ ПО ВОССТАНОВЛЕНИЮ ВАЛА.

  4.1. Проводим испытания посадки подшипника №409 водяного насоса на вал  с зазором 0,10 мм. Применяем анаэробный фиксатор "СК.638".
  4.2. Проводим испытания посадки подшипника №407 водяного насоса  на вал с зазором 0,07 мм. Применяем анаэробный фиксатор "СК.638".
  4.3. Проводим испытания посадки крыльчатки  водяного насоса  на вал с зазором 0,20 мм. Применяем анаэробный фиксатор "СК.660".

   4.1. Проводим испытания посадки подшипника №409 водяного насоса,  на вал  с зазором 0,10 мм. Применяем анаэробный фиксатор высокой прочности "СК.638".

   На посадочное место (рис.36) вала (Д50.11.005-5) водяного насоса (Д50.11), с зазором 0.10 мм, вклеиваем подшипник №409 (ГОСТ 8338-75).

   Водяной насос двигателя ПД1М, тепловоза ТЭМ2.

   Применяем анаэробный фиксатор высокой прочности "СК.638".

     1. Для очистки поверхности деталей применяется спрей очиститель и обезжириватель "СК.755с".

     2. Для вклейки подшипника на вал применяется анаэробный фиксатор цилиндрических и резьбовых соединений, средней вязкости и высокой прочности "СК.638".
   - Вязкость (при 25°C): от 1800 до 3300 мПа.
   - Прочность на сдвиг: >31 мПа
   - Ручная прочность наступает через 20 минут.
   - Момент срыва болта М10 на сдвиг: от 25 до 40 Н.м.
   - Для заполнения и фиксации зазоров до 0,25 мм.

   Перед нанесением фиксатора очищаем и обезжириваем посадочную поверхность вала и внутреннюю поверхность подшипника. Для этого применяем очиститель и обезжириватель "СК.755с".

   После подготовки посадочной поверхности подшипника и вала, поочередно наносим на них анаэробный фиксатор "СК.638". После нанесения фиксатора, выполняем ручную посадку подшипника на вал.

   Для определения прочности посадки, после полной полимеризации выполняем выпрессовывание подшипника.

  Таблица перевода усилия пресса (килограмм силы на квадратный сантиметр) в метрические единицы (мегапаскаль и давление в тонах):

кгс/см2

мПа

Тонн

 

кгс/см2

мПа

Тонн

40 3,92 2,500   150 14,71 9,375
50 4,90 3,125   160 15,69 10,000
60 5,88 3,750   170 16,67 10,625
70 6,86 4,375   180 17,65 11,250
80 7,85 5,000   190 18,63 11,875
90 8,83 5,625   200 19,61 12,500
100 9,81 6,250   210 20,59 13,125
110 10,79 6,875   220 21,57 13,750
120 11,77 7,500   230 22,56 14,375
130 12,75 8,125   240 23,54 15,000
140 13,73 8,750   250 24,52 15,625

   В процессе выпрессовки пошагово добавляется усилия пресса. На точках фиксации давления в 100 кгс/см2 и 160 кгс/см2 - соединение выдерживало.

   При усилии пресса 200 кгс/см2 произошел демонтаж цилиндрического соединения. В переводе на тонны, для выпрессовывания подшипника потребовалось усилие в 12,5 тонн.

  4.2. Проводим испытания посадки подшипника №407 водяного насоса  на вал  с зазором 0,07 мм. Применяем анаэробный фиксатор высокой прочности "СК.638".

   На посадочное место (рис.47) вала (Д50.11.005-5) водяного насоса (Д50.11), с зазором 0.07 мм, вклеиваем подшипник №407 (ГОСТ 8338-75).
   Водяной насос двигателя ПД1М, тепловоза ТЭМ2.
   Применяем анаэробный фиксатор высокой прочности "СК.638".

     1. Для вклейки подшипника на вал применяется анаэробный фиксатор цилиндрических и резьбовых соединений, средней вязкости и высокой прочности "СК.638".
   - Вязкость (при 25°C): от 1800 до 3300 мПа.
   - Прочность на сдвиг: >31 мПа
   - Ручная прочность наступает через 20 минут.
   - Момент срыва болта М10 на сдвиг: от 25 до 40 Н.м.
   - Для заполнения и фиксации зазоров до 0,25 мм.

   Перед нанесением фиксатора очищаем и обезжириваем посадочную поверхность вала и внутреннюю поверхность подшипника обычным способом.

   После подготовки посадочной поверхности подшипника и вала, поочередно наносим на них анаэробный фиксатор "СК.638". После нанесения фиксатора, выполняем ручную посадку подшипника на вал.

   Для определения прочности посадки, после полной полимеризации выполняем выпрессовывание подшипника.

   В процессе выпрессовки пошагово добавляется усилия пресса. На точках фиксации давления в 60 кгс/см2 и 120 кгс/см2 - соединение выдерживало.

   При усилии пресса 130 кгс/см2 произошел демонтаж цилиндрического соединения. В переводе на тонны, для выпрессовывания подшипника потребовалось усилие в 8,125 тонн.

  4.3. Проводим испытания посадки крыльчатки (Д50.11.002-5) водяного насоса (Д50.11)  на вал (Д50.11.005-5) с зазором 0,20 мм. Применяем гелеобразный анаэробный фиксатор высокой прочности для больших зазоров "СК.660".

   На посадочное место (рис.33) вала (Д50.11.005-5) водяного насоса (Д50.11), с зазором 0.20 мм, вклеиваем крыльчатку (Д50.11.002-5). Водяной насос двигателя ПД1М, тепловоза ТЭМ2.

     1. Для очистки поверхности деталей применяется спрей очиститель и обезжириватель "СК.755с".
     2. Для вклейки крыльчатки на вал применяется пасообразный анаэробный фиксатор цилиндрических и резьбовых соединений, высокой прочности "СК.660".
   - Вязкость (при 25°C): от 300 000 до 700 000 мПа.
   - Прочность на сдвиг: >17 мПа
   - Ручная прочность наступает через 60 минут.
   - Момент срыва болта М10 на сдвиг: от 25 до 40 Н.м.
   - Для заполнения и фиксации зазоров до 0,50 мм.

   Перед нанесением фиксатора очищаем и обезжириваем посадочную поверхность вала и внутреннюю поверхность крыльчатки. Для этого применяем очиститель и обезжириватель "СК.755с".

   После того как посадочные поверхности крыльчатки и вал подготовлены, поочередно наносим анаэробный фиксатор "СК.660".

   После нанесения фиксатора на посадочные поверхности крыльчатки и вала, выполняем ручную посадку крыльчатки на вал.

   Чтобы не раздавить наконечник вала с резьбой, не проводим определение прочности посадки путем выпрессовывание крыльчатки.

   5. ВИДЕО ПРОЦЕСС РЕШЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЗАДАЧИ

Испытания по вклейке подшипника (№409) водяного насоса (Д50.11) дизеля ПД1М,
тепловоза ТМ2, на вал (Д50.11.005-5) с зазором 0,1 мм.
(WMV; 29,1 мБ; время 01:45; 480х360)

 

Определение влияния площади соприкасаемых деталей на прочность склеенного соединения. Вклеиваютсяподшипники (№409 и №407) водяного насоса (Д50.11) дизеля ПД1М, тепловоза ТМ2, на вал (Д50.11.005-5) с зазорами 0,10 мм и 0,07 мм.
(WMV; 48,3 мБ; время 02:58; 480х360)

 

Видео вклеивания крыльчатки (Д50.11.002-5) водяного насоса (Д50.11)
дизеля ПД1М, тепловоза ТМ2, на вал (Д50.11.005-5) с зазором 0,20 мм.
(WMV; 25,6 мБ; время 01:32; 480х360)

 

   6. РАСЧЕТ ЗАТРАТ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ РЕМОНТНЫХ РАБОТ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СЕБЕСТОИМОСТИ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ.