Основы проектирования и эксплуатации технологического оборудования: Методические указания к лабораторным работам

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Ульяновский государственный технический университет

А. Ш. Хусаинов, С. П. Бортников

Основы проектирования и эксплуатации технологического оборудования

Ульяновск 2003

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Ульяновский государственный технический университет

А. Ш. Хусаинов, С. П. Бортников

Основы проектирования и эксплуатации технологического оборудования Методические указания к лабораторным работам

Ульяновск 2003

УДК 629.3.004 (076) ББК 30.82 Я 7 Х 98

Рецензент Генеральный директор ООО «УНИТЭК − АВТО», канд. техн. наук В. В. Епифанов Одобрено секцией методических пособий научно-методического совета Ульяновского государственного технического университета Хусаинов А. Ш. Х 98 Основы проектирования и эксплуатации технологического оборудования. Методические указания к лабораторным работам. / А. Ш. Хусаинов С. П. Бортников − Ульяновск: УлГТУ, 2003. − 40 с.

Указания написаны в соответствии с типовой и рабочими программами дисциплины «Основы проектирования и эксплуатации технологического оборудования». Указания предназначены для подготовки и выполнения лабораторных работ студентами всех форм обучения направления 653300 «Эксплуатация наземного транспорта и транспортного оборудования» специальности 150200 «Автомобили и автомобильное хозяйство». Работа выполнена на кафедре «Автомобили». УДК 629.3.004 (076) ББК 30.82 Я 7

© Оформление. УлГТУ, 2003 3

ОГЛАВЛЕНИЕ ОГЛАВЛЕНИЕ ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ Передвижной электронный стенд ELKON – S 300. Лабораторная работа №1 Диагностирование электрооборудования автомобиля мотор-тестером ELKON-S 300. Лабораторная работа №2 Исследование влияния элементов режима ультразвуковой очистки на качество очищенных деталей. Лабораторная работа №3 Обслуживание компрессора гаражного С-415. Лабораторная работа № 4

4 5 5 6 14 20 29

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ Основная цель лабораторных работ – способствовать закреплению теоретических знаний, развитию практических навыков при выполнении работ по техническому диагностированию и применению современного технологического оборудования, определению причин отказов и неисправностей механизмов и агрегатов автомобиля, экспериментально проверить влияния режимов ультразвуковой очистки на степень очищения поверхности деталей от загрязнений. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ Каждое рабочее место должно быть оснащено исправным технологическим оборудованием, инструментом и принадлежностями; технологическими картами и инструкциями; описью поста и краткой инструкцией по технике безопасности; противопожарными средствами и правилами их применения. На рабочих местах запрещено: работать учащимся, не прошедшим инструктаж; пользоваться открытым огнем; включать приборы и установки без разрешения преподавателя; хранить горюче-смазочные материалы; включать двигатели и приборы, минуя заводские выключатели; пользоваться неисправным инструментом, заводными рукоятками. Все рабочие места и вентиляторы двигателей должны иметь индивидуальные металлические ограждения и трафареты с надписями «Двигатель не пускать». Электропровода должны иметь надежную изоляцию. На клеммах и розетках необходимо указать напряжение. Отделение лаборатории по диагностированию двигателей должно иметь надежную вентиляцию с кратностью обмена воздуха не менее 1:1; достаточную освещенность рабочих мест 500 лк, уровень громкости шума не более 75 дБ. Установки и приборы с электропитанием от сети должны иметь общее заземление, а рабочие двигатели – выводы отработавших газов в атмосферу через специальные глушители. При выполнении лабораторной работы по диагностированию электрооборудования запрещается: присоединять провода приборов при работающем двигателе и прикасаться к токоведущим проводам в местах их присоединения; производить настройку или вскрытие электронных приборов, а также применять неисправные и незаземленные приборы; подносить на близкое расстояние к вращающимся деталям двигателя стробоскоп.

5

ПЕРЕДВИЖНОЙ ЭЛЕКТРОННЫЙ СТЕНД ELKON – S 300. Лабораторная работа №1 Цель работы. Ознакомиться с устройством электронного стенда ELKON – S 300 и принципом работы его основных блоков. Изучить правила пользования стендом и схему подключения стенда к системам двигателя. Оснащение рабочего места. Карбюраторный двигатель, установленный на стенде или автомобиле; мотор-тестер ELKON – S 300 и инструкция заводаизготовителя; плакаты по устройству мотор-тестера; схемы подсоединения стенда к системам двигателя; технологические карты по различным схемам проверки систем двигателя; эталонные осциллограммы для оценки технического состояния систем двигателя; инструмент для разборочно-сборочных работ. Описание стенда Мотор-тестер ELKON – S 300 (рис. 1.1) предназначен для диагностирования 2-, 4-, 6- и 8-цилиндровых бензиновых двигателей внутреннего сгорания. Если мотор-тестер дополнить переносным прибором ELKON – SD 302, то он может производить также диагностирование дизельных двигателей. В комплект мотор-тестера входят газоанализатор ELKON – S 305, соединительный кабель для испытания зажигания, токоизмерительный зажим, измерительный кабель для снятия вольт-амперных характеристик, стробоскопическое устройство, контрольная форсунка, соединительный элемент цилиндра, соединительный (быстродействующий) элемент для подачи сжатого воздуха, ручной воздушный насос для создания разрежения, комбинированный зажим, прямая и Т-образная вставки, фонендоскоп, две вакуумные трубки, кабель для подключения к сети. Блок-схема осциллоскопа мотор-тестера (рис. 1.2) состоит из блок-схемы осциллоскопа и блок-схемы цифрового прибора. В соответствии с блок-схемой осциллоскопа требуемое напряжение питания обеспечивается преобразованием сетевого напряжения 220 В/50 Гц в источнике 1 питания. Сигналы напряжения, входящие на первичный или вторичный вход аналогового осциллоскопа через контур 6 (формирует сигналы), поступают в контур 4 выбора программы. Выбор необходимой программы (вида измерения) осуществляется нажатием соответствующей кнопки. Перемещение электронного луча осциллоскопа по экрану обеспечивается устройством горизонтального смещения 3 и синхронизирующим контуром с помощью генератора 7 пилообразного сигнала. Синхронный сигнал усиливается выходной ступенью горизонтальной развертки. Усиление, пропорциональное измеряемому напряжению, обеспечивается усилителем 12 вертикальной развертки, который управляется электронным переключателем 8. Высокое напряжение электронного луча создается контуром 11, с которого че6

Рис. 1.1. Мотор-тестер ELKON – S 300. Общий вид

Рис. 1.2. Блок-схема осциллоскопа мотор-тестера ELKON – S 300: 1 – источник питания, 2, 5 – датчики, 3 – устройство горизонтального смещения электронного луча, 4 – контур выбора программы, 5 – контур формирования сигналов, 7 – генератор пилообразного сигнала, 8 – электронный переключатель, 9 – блок формирования светового сигнала частоты вращения, 10 – преобразователь, 11 – контур высокого напряжения, 12 – усилитель вертикальной развертки, 13 – генератор, 14 – блок формирования светового сигнала угла опережения зажигания, 15 – стробоскоп, 16 – соединительный контур

7

рез соединительный контур 16 поступает на экран с электромагнитным смещением. По входным сигналам, поступающим с датчиков 5 и от стробоскопа 15, блоки 9 и 14 формируют на экран осциллоскопа световые сигналы частоты вращения коленчатого вала и угла опережения зажигания. Сигналы растрового изображения создаются генератором 13. Номенклатура параметров, индицируемых на экран осциллоскопа, на цифровом индикаторе и мановакуумметре, приведена в табл. 1.1. 1.1. Номенклатура параметров, измеряемых мотор-тестером ELKON – S 300 Наименование индикатора Экран осциллоскопа

Цифровой индикатор

Мановакуумметр

Наименование параметра Первичное напряжение Вторичное напряжение Угол замкнутого состояния контактов прерывателя Снижение (падение) частоты вращения коленчатого вала при отключении цилиндров (только для классической системы зажигания) Частота вращения коленчатого вала Угол опережения зажигания Напряжение Сила тока Ток возбуждения Мощность Сопротивление Содержание СО Давление Потери давления Разряжение-давление

Единица измерения В кВ град %

мин-1 град В А А Вт Ом % (по объему) кПа % кПа

Цифровой прибор (рис. 1.3) питается от аккумуляторной батареи диагностируемого автомобиля через кабели с обозначениями «+» и «-». Измеряемое напряжение через датчики 2 и измерительный зажим с ячейками Холла поступает в центральный контур управления 3. Отсюда измерительный сигнал через селекторный контур 4 поступает в контуры измерения напряжения 5, сопротивления 6 и тока возбуждения 7, а также в контур регулировки. Контуры измерения тока 8, мощности 9 к сигнализации дефекта 10 диода генератора питаются 8

Рис. 1.3. Блок-схема цифрового прибора мотор-тестера ELKON – S 300: 1, 2 – датчики, 3 – контур управления; 4 – селекторный контур; 5 – контур измерения напряжения; 6 – контур измерения сопротивления; 7 – контур измерения тока возбуждения; 8 – контур измерения тока; 9 – контур измерения мощности; 10 – контур проверки диода генератора; 11 – индикатор; 12 – зонд измерения СО; 13 – контур измерения СО; 14 – цифровой индикатор; 15 – регулятор давления; 16, 17 – соответственно индикаторы падения давления и давления - разрежения

от токоизмерительного зажима и контура 3. Результаты измерений выдаются на пятиразрядном индикаторе 11. Сигнал напряжения, пропорционального содержанию СО в отработавших газах, через контур 13 поступает в контур 3. Органы управления мотортестером приведены на рис. 4. Измеритель СО (рис.1. 5) Это каталитический газоанализатор, работающий по принципу последующего сжигания, где газовые горелки P1 и P2 и сопротивления R2 и R5 образуют измерительный мост. Измерительная головка P1 производит сжигание СО, находящегося в выхлопном газе. Тепловая энергия, освобождающаяся в процессе горения, поднимает температуру нити горелки Р1, при этом возрастает сопротивление нити, в результате чего в измерительном мосту появляется напряжение, пропорциональное содержанию СО. Потенциометр Р1 служит для калибровки контура, в то время как потенциометр Р2 служит для его обнуления; потенциометр Р3 служит для наладки электрической калибровки. Проверка измерителя СО Перед включением производится проверка проходимости входного крана, расположенного на окошке из плексигласа, а также проверяется чистота фильтрующей бумаги. Загрязненные фильтры должны быть заменены. Кроме этого в контроле нуждается зонд выхлопных газов, который должен систематически 9

Рис. 1.4. Органы управления мотор-тестера ELKON – S 300: 1-5 – кнопки выбора числа цилиндров двигателя, 6, 7 – кнопки серийного и наложенного первичных изображений, 8, 9 – кнопки серийного изображения с пиковой амплитудой 20 и 40 кВ, 10 – кнопка установки наложенного и растрового изображений и подбора режима измерений разности мощностей цилиндров, 11 – кнопка пуска серий измерений разности мощностей цилиндров, 12–17 – кнопки управления и регулирования осциллоскопа, 18-20 – сигнальные лампочки включения соответствующей шкалы тахометра, 21 – кнопка измерения напряжения на клеммах аккумуляторной батареи, 22 – кнопка измерения мощности в электрической цепи, 23, 24 – кнопки измерения силы тока, 25 – кнопка измерения напряжения в электрической цепи, 26, 27 – кнопки измерения сопротивления, 28 – кнопка измерения при мгновенном (не более 1,5 с) возбуждении генератора, 29 – кнопка фиксации показаний на цифровом индикаторе, 30 – потенциометр установки нуля на индикаторе, 31 – ввод сжатого воздуха с регулируемым давлением, 32, 35 – вход для измерения давления (и разрежения), 33 – регулятор давления сжатого воздуха, 34 –

прочищаться. Скопившийся конденсат воды, а также возможные грубые загрязнения удаляются путем отвинчивания сосудика из плексигласа и опорожнения его. 10

Блок измерения вакуума, давления и потерь давления Степень износа двигателей транспортных средств в первую очередь может определяться по степени герметичности цилиндров. Если между отдельными цилиндрами многоцилиндровых двигателей имеется различие в степени герметичности, то имеет место снижение мощности. Для измерения степени уплотнения (герметичности) может применяться блок измерения потерь давления. Принцип действия блока измерения вакуума, давления и потерь давления С работой аппарата можно ознакомиться на основании блочной схемы, приводимой ниже (рис. 1.6):

Рис.1.5. Измеритель СО

11

Рис. 1.6. Блочная схема работы блока измерения вакуума, давления и потерь давления: A – вход сетевого сжатого воздуха; В – выход воздуха с регулируемым давлением; С – вход мановакуумметра; D – выход мановакуумметра; 1 – редуктор регулировки давления; 2 – калиброванное отверстие, определяющее количество протекающего воздуха; 3 – прибор измерения давления; 4 – быстродействующий разъем, с помощью которого производится подключение к подлежащему проверке транспортному средству; 5 – мановакуумметр; 6 – блок, создающий давление и вакуум

Сжатый сетевой воздух (А) через водяной мешок поступает в оборудование; редуктор (1) снижает давление поступающего на его вход воздуха с 300 – 800 кПа на 200 кПа. В подлежащий проверке цилиндр двигателя за единицу времени должно поступать определенное количество воздуха, для этого в систему встроено калиброванное отверстие (2). Через быстродействующий разъем (4) воздух с отрегулированным давлением (8) поступает в подлежащий проверке цилиндр. Давление в испытуемом цилиндре из-за утечки воздуха отличается от заданного (200 кПа). Эта разница в процентах считывается по шкале прибора измерения давления (3). Подлежащее измерению пространство следует подключать между входом (С) и выходом (D) мановакуумметра (5). Если для проведения измерений необходимо создание давления или вакуума, то следует подключить блок (6). Операционные органы блока и их подключение измерения вакуума, давления и потерь давления На приводимом ниже рисунке (рис. 1.7) с обозначением позиций показаны разъемы блока и его операционные органы. Порядок выполнения работы. Изучить меры безопасности. Ознакомиться с общим устройством, управлением и работой мотортестера ELKON – S 300. 12

Рис. 1.7. Разъемы блока измерения вакуума, давления и потерь давления и его операционные органы: Q – трубопровод измерения потерь давления; R – кнопка редуктора регулировки давления; U – вход сетевого сжатого воздуха; S – калиброванное отверстие; W – вход отрегулированного воздуха с быстродействующим разъемом; E – контрольная форсунка; GY – разъем свечи; V – разъемы мановакуумметра; M1 – прибор для измерения давления и потерь давления; M1 – мановакуумметр

Ознакомиться с устройством, управлением и работой основных узлов мотор-тестера ELKON – S 300. Контрольные вопросы. 1. Назначение мотор-тестера ELKON – S 300. 2. Устройство мотор-тестера ELKON – S 300. 3. Параметры, измеряемые мотор-тестером ELKON – S 300. 4. Измеритель СО: устройство и принцип работы. 5. Блок измерения давления: устройство и принцип работы.

13

ДИАГНОСТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ АВТОМОБИЛЯ МОТОР-ТЕСТЕРОМ ELKON-S 300. Лабораторная работа №2 Цель работы. Приобрести навыки в диагностировании электрооборудования автомобиля мотор-тестером ELKON-S300. Оснащение рабочего места. Автомобили ЗИЛ-130 и ГАЗ-53А; мотортестером ELKON-S300; комплект инструмента ПИМ-1516; неисправные аккумуляторные батареи, катушки и свечи зажигания; схема подключения прибора к системе электрооборудования автомобиля; технологическая карта на диагностирование. Передвижной электронный стенд ELKON – S 300 (рис. 2.1) предназначен для диагностирования непосредственно на автомобиле генераторов, стартеров, систем зажигания, аккумуляторных батарей с номинальным напряжением 12 В четырех-, шести- и восьмицилиндровых двигателей автомобилей с минусом на «массе», а также для визуального контроля процессов в первичной и вторичной цепях систем зажигания. Подлежащие проверке сигналы зажигания, поступающие от автомобиля, поступают в аппарат через разъем 9CS. Здесь происходит деление, формирование и установка уровня сигналов. С панели (платы) 7 сигналы поступают в блок электронного выключателя (4.Sp), сюда же поступают выходные сигналы счетчика числа оборотов и измерителя угла опережения зажигания. Работа электронного выключателя синхронизируется платой пилообразного напряжения. Панель электронного выключателя располагает одним выходом сигнала и двумя вспомогательными выходами. Сигналы, поступающие на панель, включаются блоком так, чтобы кинескоп мог дать изображение подлежащего замеру аналогового сигнала, а в промежутке между сигналами – значение числа оборотов и угла опережения зажигания. При этом на одном из вспомогательных выходов во время включения вырабатывается сигнал гашения, а на другом производится ускорение работы блока пилообразного напряжения (9.Sр). Из электронного выключателя сигналы поступают в вертикальный оконечный усилитель (5.Sр). Этот усилитель производит отклонение луча в вертикальном направлении. Часть сигналов, формируемых на панелях 6 и 7, выполняет задачи синхронизации. Синхронизация в серийных позициях происходит непосредственно от прерывателя в растровых позициях от сигнала, сформированного индуктивным зажимом. Контур измерения числа оборотов (2.Sр) получает управление от сформированного сигнала индуктивного захвата (6.Sр 8); исключение представляет 14

Рис. 2.1. Общий вид установки ELKON S300 с принадлежностями

собой вторичное растровое положение, когда сигнал опрокидывания ступени (8.Sp 15) управляет возможностью гашения синхронного цилиндра. Панель измерения угла опережения зажигания (3.Sр) получает сигналы управления также от сформированного сигнала индуктивного зажима (6.Sр. 6). Эта панель приводит в действие и стробоскоп (S), необходимый для проведения измерений. Для измерения напряжения, силы тока, сопротивления, а также СО в аппарат встроен отдельный контур – цифровой измерительный контур электрооборудования автомобиля (14.Sр. 15.Sр). Этот контур работает полностью независимо от остальных частей аппарата. Выработка напряжения питания производится в блоке питания. Блок питания состоит из регулировочных контуров, а также из относящихся к ним диодов и конденсаторов. Панели сигналообразования 6.Sр и управления 7.Sp 15

На этих панелях происходит преобразование поступающих от автомобиля сигналов на соответствующие уровни в целях дальнейшей обработки. Панель 6.Sр содержит 3 транзисторных усилителя для усиления сигнала индуктивного зажима и его преобразования, делительный контур (С 608; R 601) для деления сигнала емкостного зонда, а также тиристор, выполняющий гашение. Сформированный сигнал индуктивного зажима управляет измерителем угла опережения зажигания, измерителем числа оборотов, а также синхронизирует генератор ступенчатого напряжения и генератор пилообразного напряжения в серийных положениях выключений программы. Автоматический узел измерения числа оборотов. Сформированный сигнал индуктивного зажима или же сигнал опрокидывания ступени направляется на моностабильный мультивибратор. Сигнал, пропорциональный числу оборотов, получаем за счет усредняющего интегрирования выходных сигналов моностабильного мультивибратора. Усредняющее интегрирование осуществляется интегратором с постоянной времени, меняющей свое значение; данный интегратор подробно описывается в разделе, посвященном панели 9. Этот интегратор выполнен с использованием 1C 202. Выходной сигнал интегратора пропорционален значению числа оборотов, но в интересах повышения точности индикации необходимо осуществлять разбивку на диапазоны измерения. Это деление на диапазоны измерений осуществляется специальным автоматическим контуром, построенным на транзисторах 1C 203, 1C 204, Т 204, Т 205, Т 206, Т 207 и интегральных контурах. Пропорциональный числу оборотов, еще не разделенный сигнал появляется на конце R 217, откуда он поступает на вход компаратора, построенного на половинах А и В 1C 203. Уровни опрокидывания компаратора отрегулированы так, что в случае повышения числа оборотов происходит опрокидывание сперва 1C 203 А, а затем 1C 203 В. Работа контура 3.Sр измерения угла опережения зажигания Этот контур получает управление с индуктивного зонда. Сигналы индуктивного зонда формируются контуром, расположенным на панели (6.Sр). Сформированный здесь сигнал управляет мультивибратором с регулируемой установкой по времени, построенным на транзисторах Т 301 и Т 302. Под действием опрокидывания мультивибратора тиристор Ti 301 получает сигнал управления через емкость С 304 и транзисторы Т 304. Тиристор производит разрядку конденсатора С 308 на первичную обмотку трансформатора TR2 стробоскопа, при этом происходит вспыхивание V1. Продолжительность вспышки V1 устанавливается путем регулировки выдержки по времени моностабильного мультивибратора; это производится так, чтобы первый цилиндр оказывался в положении мертвой точки. 16

Коэффициент наполнения прямоугольного сигнала, образующегося на Т 303, оказывается пропорциональным значению определяемого угла опережения зажигания. Усреднение этого прямоугольного сигнала осуществляется интегратором с постоянной времени переменного значения (интегратор построен с использованием интегрального контура 1C 301). На выходе интегратора появляется напряжение, пропорциональное значению угла опережения зажигания; это напряжение поступает в блок электронного выключателя (4.Sp). На этой панели расположен высоковольтный блок питания (D 304, 305, 306, 307), необходимый для приведения в действие «пистолета» стробоскопа. Порядок выполнения работы. Изучить и выполнить операции диагностирования электрооборудования автомобилей с помощью мотор-тестера ELKON-S 300. 1. Подготовить мотор-тестер ELKON-S300 к работе и подключить его к сети переменного тока напряжением 220 В. Установить переключатели (рычажки) на панели стенда в следующие исходные положения: автоматического выключателя - «Откл.», реостата нагрузки - крайнее левое; осциллографа - « 1 цилиндр I», «Размер» - среднее положение, «Запуск» - крайнее левое, переключателя - «Батарея», переключателя тахометра - «4 цил. 1200 об/мин», вольтметра «12 В» и перемычку нагрузочных сопротивлений - «12 В». Подключить к разъемам проводов шунт, осветитель и электрический привод для управления педалью дроссельной заслонки карбюратора. 2. Запустить и прогреть двигатель до температуры охлаждающей жидкости 75...85°С. 3. Присоединить провода от измерительного блока и осциллографа к системе электрооборудования автомобиля в следующем порядке: провод Бб к проводу, отсоединенному от клеммы Б реле-регулятора (для генератора постоянного тока), или к проводу, отсоединенному от плюса генератора переменного тока; провод Бр к клемме Б реле-регулятора или к плюсовой клемме генератора переменного тока; провод Я к клемме Я реле-регулятора (для генераторов переменного тока этот провод не подключается); провод Ш к клемме Ш релерегулятора (для генераторов переменного тока используется переходник); провод М к «массе» автомобиля; провод Вр к клемме катушки вспомогательного реле; провод Пр к выводу от прерывателя; провод М к «массе» автомобиля; провод Р (со щупом) к центральному выводу распределителя (в этом случае снять провод с центрального вывода распределителя, навернуть переходник на штырь щупа, вставить переходник в центральный вывод распределителя, а снятый провод от катушки вставить в гнездо переходника); провод Св (с датчиком) к гнезду распределителя первого по порядку зажигания цилиндра (для этого вынуть свечной провод из гнезда, вставить в гнезда датчик, свечной провод в гнездо датчика). Установить электрический привод управления педалью газа в 17

кабине автомобиля так, чтобы штанга привода упиралась в педаль и была исключена возможность перемещения привода от воздействия педали. 4. Включить стенд. Для этого перевести рычажок автоматического выключателя в положение «Вкл», повернуть рукоятку «Запуск» на панели осциллографа вправо, в течение 10 – 15 мин прогреть электронные лампы осциллографа и измерительного блока. 5. Проверить аккумуляторную батарею без нагрузки: выключить зажигание и поставить переключатель в положение «Батарея», вольтметр должен показать напряжение батареи не ниже 12 В. Проверить батарею под нагрузкой стартером: нажать на кнопку «Пуск», включив этим стартер в цепь батареи на 5 – 10 с (не более); отметить показания амперметра и вольтметра. Допустимое напряжение не менее 10,2 В; сила тока при включении стартера около 250 А. Для предотвращения запуска двигателя одновременно нажимать на кнопки «Пуск» и «Стоп». 6. Проверить состояние контактов прерывателя: замкнуть контакты прерывателя проворачиванием коленчатого вала двигателя пусковой рукояткой. Поставить переключатель в положение «Контакты». Включить зажигание. Вольтметр должен показывать падение напряжения на контактах прерывателя не более 0,1 В. При необходимости зачистить или заменить контакты. Операцию 6 выполнить для всех граней кулачка. 7. Проверить равномерность работы цилиндров, поставив переключатель тахометра в положение «1200 об/мин». Переключатель стенда при этом должен быть в положении «Осциллограф» в масштабе «15 кВ». Соединить перемычку с помощью зажима с «массой» двигателя. Установить частоту вращения коленчатого вала двигателя около 1000 об/мин. Поочередно снимать свечной наконечник со свечей и вставлять его в штырь перемычки, выключая тем самым зажигание в проверяемом цилиндре. Сравнить по тахометру падение частоты вращений коленчатого вала двигателя при каждом выключении. Разность изменения частоты вращения по каждому цилиндру допускается не более 100 об/мин. При необходимости выполнить поэлементную проверку цилиндропоршневой группы и газораспределительного механизма. 8. Проверить угол опережения зажигания и автоматов опережения. Для этого проверить начальный угол опережения зажигания, установив минимальную частоту вращения коленчатого вала двигателя, при которых автоматы еще не работают. Взять осветитель, поставить переключатель в положение «Опережение» и направить световой луч на метки контроля верхней мертвой точки картера и коленчатого вала двигателя, наносимые заводом-изготовителем (при необходимости выделить метки мелом). При минимальной частоте вращения метка на коленчатом валу должна совпадать с меткой на картере. При необходимости, не останавливая двигатель, добиться совпадения меток поворотом корпуса прерывателя-распределителя вправо или влево. Проверить работу цен18

тробежного автомата опережения зажигания, плавно увеличивая частоту вращения коленчатого вала двигателя. Установить изменение величины угла опережения (по смещению меток) при изменении скорости вращения коленчатого вала двигателя. Допустимые значения угла опережения зажигания приведены в табл. 2.2. Проверить вакуумный автомат опережения зажигания, отсоединив трубку вакуумного автомата от прерывателя-распределителя. Установить угол опережения зажигания, создаваемый центробежным автоматом при 2000 об/мин коленчатого вала. Для этого при 2000 об/мин коленчатого вала совместить метки вала и картера, вращая ручку осветителя, и отсчитать угол по шкале прибора. Присоединить трубку вакуумного автомата к распределителю зажигания, измерить угол опережения зажигания при 2000 об/мин коленчатого вала двигателя. Определить угол опережения зажигания при 2000 об/мин коленчатого вала по разности показаний первого- и второго измерений. Допускаемые значения угла опережения зажигания приведены в табл. 2.1. 2.1. Параметры прерывателя при проверке их мотор-тестером ELKON-S300 Марка Угол Зазор в Угол опережения прерыват замкнутого со- контактах, центробежного авеля стояния конмм томата (не менее), тактов град ГАЗ-53 А Р4-В 30...25 30...25 0,30...0,40 18 19 ЗИЛ-130 Р13-В 0,30...0,40 -

Угол опережения вакуум-

Марка автомобиля

Отчет о работе. По окончании лабораторной работы студенты должны занести в карту измерений полученные величины, сопоставить их с нормативными. Сделать техническое заключение по каждому проверенному прибору электрооборудования. Контрольные вопросы. 1. Назначение мотор-тестера ELKON – S 300. 2. Операции диагностирования электрооборудования, выполняемые мотор-тестером ELKON – S 300. 3. Параметры электрооборудования, измеряемые мотор-тестером ELKON – S 300. 4. Порядок проверки аккумуляторной батареи. 5. Измерение угла опережения зажигания: оборудование и выполняемые операции. 6. Порядок проверки состояния контактов прерывателя.

19

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ РЕЖИМА УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОЧИСТКИ НА КАЧЕСТВО ОЧИЩЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ. Лабораторная работа №3 Цель работы. Экспериментальная проверка влияния режима ультразвуковой очистки на степень очищения поверхности деталей от загрязнений. Теоретические основы. Явления, сопровождающие процесс ультразвуковой очистки. Ультразвуковой очисткой (УЗ-очисткой) называется способ счистки поверхности твердых тел, при котором в моющий раствор вводятся ультразвуковые колебания (УЗК). Введение УЗК позволяет не только ускорить процесс очистки, но и получить высокую степень чистоты очищаемой поверхности, а также заменить ручной труд и исключить использование пожароопасных и токсичных растворителей. УЗ-очистка применяется в машино- и приборостроении, электронной и металлургической промышленности для очистки прецизионных деталей точных механизмов и приборов, интегральных схем, инструментов, проката и др. Процесс УЗ-очистки сопровождается рядом явлений, возникающих в УЗполе (рис. 3.1). 1. Отслоением пленок загрязнений от очищаемой поверхности; 2. Кавитационной эрозией (разрушением) пленок загрязнений и поверхности заготовки; 3. Эмульгированием – образованием эмульсий (дисперсных систем), состоящих из частиц пластичных загрязнений (дисперсной фазы), взвешенных в моющем растворе (дисперсной среде); 4. Растворением загрязнений в химически активном моющем растворе. На эффективность УЗ-очистки оказывает влияние такие акустические явления, как кавитация, акустические потоки, радиационное давление и звукокапиллярный эффект. Кавитацией называется образование в жидкости пульсирующих пузырьков (полостей), заполненных паром, газом или их смесью. Различают акустическую кавитацию, возникающую при прохождение звуковой волны большой интенсивности (что имеет место при УЗ-очистке), и гидродинамическую кавитацию, обусловленную сильным локальным понижением давления в жидкости вследствие больших скоростей течения. В интенсивной звуковой волне во время полупериодов разряжения возникают кавитационные пузырьки, которые резко захлопываются после перехо20

да в область повышенного давления, порождая сильные гидродинамические возмущения в жидкости, интенсивное излучение акустических волн и вызывая разрушение поверхностей твердых тел, граничащих с кавитирующей жидкостью. Явления, возникающ ие при УЗ-очистке

Кавитационная эрозия

О тслоение

Эмульгирование

Статическое давление

Параметры звукового поля

Растворение

Акустические эф ф екты

Температура

Свойства моющ его раствора

Рис. 3.1. Схема взаимодействия явлений, возникающих при УЗ-очистке, с элементами режима ее проведения Кавитационные пузырьки образуются в тех местах, где давление жидкости становится ниже некоторого критического значения, соответствующего порогу кавитации. В реальных жидкостях снижение давление наблюдается там, где присутствуют «зародыши» кавитации – микроскопические газовые пузырьки, твердые частицы с трещинам, заполненные газом, и т. д. Кавитация возникает в результате потери устойчивости «зародышей», попадающих в область пониженного давления в звуковой волне, и их быстрого роста. При этом процесс расширения пузырьков – «зародышей» обусловлен рядом эффектов: давлением пара и газа в пузырьке, превышающим давлением в окружающей жидкости; диффузией газа в пузырек из жидкости; испарением жидкости и увеличением массы пара в пузырьке; коагуляцией «зародышей». Возникающие в звуковом поле кавитационные пузырьки (полости) интенсивно пульсируют. Изменение размеров пузырька определяется соотношением периода изменения давления в жидкости Т и периода собственных колебаний пузырька τ, растущего с увеличением радиуса пузырька и зависящего от амплитуды избыточного давления. Мелкие пузырьки, у которых τ < Т, совершают вынужденные пульсации, следуя изменению звукового давления в волне до тех пор, пока его амплитуда невелика. При увеличение амплитуды пузырька не успевает следовать изменению давления. Быстро расширяясь в течение полупериода растяжения, он, в силу инерции жидкости, не успевает захлопнуться, 21

R R0

t Pα +

+

_

_

t

Рис. 3.2. Зависимость относительного радиуса R/R0 пульсирующего пузырька от времени t: 1 – пузырек с низким содержанием газа при Рα = 0,4 МПа 2 – газонаполненный пузырек при Рα = 1 МПа; 3 – газонаполненный пузырек при Рα = 4 МПа а лишь уменьшает свой радиус в течение последующего полупериода сжатия, и захлопывание полости приходится на начало следующего полупериода растяжения (рис. 3.2). Таким образом, захлопывание пузырька может происходить с пропуском одного или нескольких полупериодов сжатия при достаточно большой амплитуде звукового давления. Степень сжатия пузырька при захлопывании, характеризуемая отношением максимального радиуса пузырька к минимальному, тем больше, чем больше давление в жидкости и меньше газосодержание в нем. Если пузырек содержит мало газа, то после достижения им минимального радиуса он восстанавливается и совершает несколько циклов затухающих колебаний, а если газа мало, то он захлопывается полностью в первом периоде жизни. Максимальная скорость захлопывания наблюдается при минимальном радиусе пузырька и может достигать скорости звука в жидкости. Акустические потоки, генерируемые УЗ-полем, представляют собой микротечения жидкости, которые ускоряют смыв (удаление) загрязнений с очищаемой поверхности. При захлопывании пузырьков происходит сильный локальный разогрев вещества, а также выделение газа, содержащего атомарную и ионизированную компоненты и оказывающего дополнительное, радиационное давление на жид22

кость. Радиационное давление и звукокапиллярный эффект способствуют проникновению моющего раствора в микропоры, неровности и глухие каналы заготовки. Избыточное статическое давление Р0, создаваемое в герметически закрытой ванне путем нагнетания сжатого воздуха, также как звуковое давление Рα вызывает сдвиг во времени стадии захлопывания кавитационного пузырька, существенно увеличивая скорость захлопывания и интенсивность образовавшейся ударной волны. При Ро=Рα пузырек совершает сложные негармонические колебания и кавитационное воздействие незначительно. Наиболее оптимальным является соотношение Ро=0,4-0,5 Рα. В этом случае на кавитационный пузырек в стадии захлопывния действует в одном направлении статическое давление, близкое к амплитудному значению. Кавитационный пузырек стремительно захлопывается, и уровень кавитационной эрозии возрастает на 2-3 порядка. На эффективность УЗ-очистки влияют такие характеристики звукового поля, как частота и интенсивность УЗК. С повышением частоты кавитационный пузырек не достигает конечной стадии захлопывания, что снижает микроударное действие кавитации. Кроме того, увеличивается поглощение акустической энергии. Чрезмерное понижение частоты нежелательно из-за резкого возрастания акустического шума и увеличения резонансных размеров излучателя колебаний. Поэтому большинство установок для УЗ-очистки работает в диапазоне от 18 до 44 кГц. Повышение интенсивности УЗК сверх определенного предела приводит к увеличению амплитуды давления, и кавитационный пузырек вырождается в пульсирующий. При малых интенсивностях слабо выражена кавитация и все вторичные эффекты, возникающие в жидкости при введении УЗК. Поэтому на практике для УЗ-очистки используют интенсивность звука от 0,5 до 10 Вт/см2 . Существенно влияют на качество УЗ-очистки такие физико-химические свойства жидкости, как упругость пара, газосодержание, вязкость и поверхностное натяжение. Повышение упругости пара внутри пузырька резко снижает интенсивность кавитации, поэтому, например, применение для очисти водных растворов более эффективно, чем использование органических растворителей, упругость пара в которых значительно выше. Сложным образом на процесс УЗ-очистки влияет газосодержание жидкости: увеличение содержания газа в пузырьке снижает эрозионную активность жидкости; с другой стороны, усиленная дегазация жидкости под действием акустических потоков и радиационного давления приводит к сокращению числа центров кавитации, что также снижает эффективность очистки. Регулируя, с 23

одной стороны, процесс дегазации, а с другой – специально вводя газ в жидкость, можно достигнуть оптимального газосодержания. В УЗ-полях малой интенсивности вязкость жидкости снижает эрозионную активность, так как с ростом вязкости увеличиваются потери акустической энергии. Однако при большой интенсивности УЗК в очень вязких жидкостях (при коэффициенте вязкости 50-100 Н·с/м2 создаются благоприятные условия для кавитационных процессов: силы вязкости трения аналогично избыточному давлению препятствуют расширению кавитационного пузырька после того, как наступила стадия сжатия в звуковой волне. Благодаря этому начальная стадия сжатия пузырька наступает раньше, совпадая с началом сжатия волны, повышается скорость и сокращается время его захлопывания, возрастает микроударное воздействие. В конечной стадии сжатия пузырька под влиянием возрастающей силы поверхностного нажатия увеличивается скорость его захлопывания и повышается микроударное действие кавитации. Однако с ростом поверхностного натяжения повышается порог кавитации и сокращается число кавитационных пузырьков. Кроме того, большое поверхностное натяжение ухудшает процесс смачивания поверхности очищаемых деталей, препятствуя проникновению моющего раствора в узкие щели, отверстия и зазоры. Поэтому в большинстве случаев рекомендуется уменьшать его величину. Для этой цели в жидкость добавляют поверхностно-активные вещества, улучшающие смачиваемость поверхности, создающие тонкие адсорбиционные слои на поверхности частиц загрязнений и способствующие более легкому их отрыву. При проведении УЗ-очистки температура 40-50 ˚С является для водных растворов оптимальной. При более низкой температуре снижается химическая активность раствора, а при более высокой – повышает упругость пара. Если характер загрязнений требует использование органических растворителей, то для снижения упругости пара растворители охлаждают до 15-20 ˚С. В зависимости от того, насколько прочно загрязнение связано с очищаемой поверхностью, преобладающую роль в УЗ-очистке играют те или иные явления. Так, разрушение слабо связанных загрязнений происходит в основном под действием пульсирующих (незахлопывающихся) пузырьков (рис. 3.3). На краях пленки загрязнений пульсирующие пузырьки, совершая интенсивные колебания, преодолевают силы сцепления пленки с поверхностью, проникают под пленку, разрывают и отслаивают ее. Если же загрязнение прочно связано с поверхностью, то для его разрушения необходимо наличие захлопывающихся кавитационных пузырьков, создающих микроударное воздействие на поверхность. С точки зрения УЗ-очистки поверхностные загрязнения классифицируют по следующим признакам: 24

а б Рис. 3.3. Схема разрушения пленки загрязнения пульсирующими кавитационными пузырьками: а – проникновение под пленку; б – момент разрушения

1. Кавитационная стойкость загрязнений, их способность противостоять микроударным нагрузкам; 2. Прочность связи пленки загрязнений с очищаемой поверхностью; 3. Степень химического взаимодействия загрязнений с моющей жидкостью, способность последней растворять или эмульгировать поверхностные загрязнения. Наиболее часто встречаются следующие виды загрязнений: 1. Жировые пленки, слабо связанные с очищаемой поверхностью и химически взаимодействующие с водными растворами, но устойчивые по отношению к кавитации; 2. Лаковые пленки и краски, также являющиеся кавитационно стойкими и отличающиеся прочной связью с поверхностью; 3. Окалина и окисные пленки, обладающие кавитационной стойкостью и прочной связью с поверхностью, взаимодействующие лишь с агрессивными жидкостями; 4. Продукты коррозии, также прочно связанные с поверхностью и взаимодействующие с агрессивными средами, но кавитационно нестойкие; 5. Металлическая пыль и шлам после травления, слабо связанные с очищаемой поверхностью и кавитационно нестойкие. Для УЗ-очистки деталей от смазок, полировальных паст, металлической пыли, абразивного порошка и т. п. применяют водные щелочные растворы, обладающие по сравнению с органическими такими преимуществами, как дешевизна, нетоксичность и пожаробезопасность. В качестве органических растворителей используют бензин, четыреххлористый углерод, ацетон, фреон и другие. Из них наибольший интерес для УЗ-очистки представляют фреоновые композиции, отличающиеся высокой растворяющей способностью, взрывобезопасностью и возможностью регенерации. 25

3

6

4 7

УЗГ – 0,25

1

5

8

2

Рис. 3.4. Схема установки для УЗ-очистки: 1 – генератор; 2 – ванна; 3 – крышка; 4 – виброизолирующая прокладка; 5 – корпус; 6 – моющий раствор; 7 – заготовка; 8 – пьезоэлектрические преобразователи Для снятия окалины и нагара пользуются травильными растворами серной, соляной, азотной и других кислот различной концентрации в зависимости от марки материала очищаемой заготовки. Оснащение рабочего места. • Загрязнитель-солидол жировой УС-2 ГОСТ 1033-79 • Комплект заготовок • Моющий раствор (3 – 5 %-ные водные растворы кальцинированной соды, хозяйственного мыла, стирального порошка и СОЖ Аквол-6) • Водонагреватель • Термометр • Секундомер • Ультразвуковая установка УЗУ-0,25 Установка (рис. 3.4) состоит из генератора 1 и ванны 2. Генератор УЗГ-0,25 вырабатывает электрические сигналы частотой 18,7 кГц и мощностью 0,25 Вт, которые поступают на три пьезоэлектрические преобразователя 8, вмонтированных в дно ванны 2. Преобразователи преобразуют полученные сигналы в ультразвуковые колебания, которые «озвучивают» моющий раствор 6 и интенсифицируют процесс очистки заготовки 7.

26

Порядок выполнения работы. В процессе выполнения работы студент экспериментальным путем исследует, как состав и температура моющего раствора, время обработки, диаметр и длина очищаемых отверстий, расстояние от поверхности заготовки до УЗ-преобразователей влияют на степень очистки заготовок от загрязнений. • Изучить конструкцию и порядок работы на ультразвуковой установке УЗУ-0,25. • Заполнить отверстия в заготовке (в соответствии с вариантом задания) солидолом. • Подготовить соответствующий моющий раствор и залить его в ванну. • Погрузить заготовку в моющий раствор и разместить ее над одним из преобразователей. • Включить генератор и секундомер. • Осуществить процесс очистки заготовки. • После окончания очистки произвести выключение генератора и секундомера, слить использованный моющий раствор и вынуть из ванны заготовку. • Визуально определить количество очищенных отверстий, качество очистки и занести полученные данные в таблицу (приложение 1) • Построить зависимость степени очистки от изменяемого параметра. • Систематизировать полученные результаты. Выводы по работе занести в отчет (приложение 1) Варианты заданий назначает преподаватель из таблицы.

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ. № Состав моющего Темпе- Время Диаметр Длина Расстояние до задараствора ратура, очистки отверстий отверУЗния ˚С t, мин d, мм стий l, преобразователя мм S, мм 1 50 3 – 5 %-ный 2 2 20 10 водный раствор 20 – 90 2 соды 3 5 –20 4 1–4 50 10 5 1 – 10 2 6 2 0 – 60 27

Отчет о работе. Отчет по лабораторной работе выполняют по форме приложения 1. В выводах по работе необходимо проанализировать полученные результаты. ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Вторая и последующие страницы отчета по лабораторной работе №3 Таблица Номер Состав Т, °С t, мин d, мм l, мм S, мм Степень очистки опыта моющего Кол-во % раствора отверстий, шт. 1 2 … n График.

Выводы:

Контрольные вопросы. 1. Явления, сопровождающие процесс ультразвуковой очистки. 2. Классификация поверхностных загрязнений с точки зрения УЗочистки. 3. Что применяют для УЗ-очистки деталей от смазок, полировальных паст, металлической пыли, абразивного порошка и т. п.? 4. Порядок проведения УЗ-очистки.

28

ОБСЛУЖИВАНИЕ КОМПРЕССОРА ГАРАЖНОГО С-415. Лабораторная работа № 4 Цель работы. Ознакомится с устройством и работой компрессора. Приобрести навыки в обслуживание и поисках неисправностей компрессора. Оснащение рабочего места. Компрессор гаражный стационарный, набор инструментов. Назначение компрессора 1. Компрессоры гаражные стационарные, моделей С415 и С416 предназначены для накачивания автомобильных шин и питания сжатым воздухом инструмента, применяемого для технического обслуживания и текущего ремонта автомобилей. 2. Компрессоры предназначены для работы в следующих условиях: высота над уровнем моря не более 1000 м; температура окружающей среды от 283К (+10 ˚С) до 313 (+40 ˚С), относительная влажность окружающей среды до 80% при температуре 298К (+25 ˚С). В конструкции компрессора использованы авторские свидетельства № 176925 и № 775488. 4.1. Технические параметры компрессоров Нормы для компрессоров Наименование параметра С 415 С 416 0,63 1,0 Номинальная производительность при условиях 3 всасывания, м / мин (пред. Откл. ±10%) Конечное давление сжатого воздуха, МПа 1+0,05(10+0,5) 1+0,05(10+0,5) (кгс/см2), Удельная мощность, кВт, не более м3 / мин 10,0 10,0 3 Емкость ресивера, м , не менее 0,25 0,5 Масса без смазочного материала кг, не более 345 495 Установленная мощность при подключении к 5,5 11 сети переменного тока, кВт Габаритные размеры, мм, не более длина ширина высота Производительность по всасыванию, м3/мин, не менее Устройство и принцип работы 1. Устройство 29

1850 600 1350

1930 700 1480

0,83

1,3

Головка компрессора и двигатель устанавливаются на ресивере. Передача от двигателя на коленчатый вал компрессора осуществляется двумя клиновыми ремнями Б1800 для компрессора С415 и тремя Б2120 для компрессора С416. Натяжение ремней обеспечивается перемещением двигателя по плите с помощью регулировочных болтов. Передача имеет сетчатое ограждение. Сжатый воздух от головки компрессора в ресивер подается по воздуховоду. 1.1. Головка компрессора состоит из следующих основных частей: картер компрессора изготовлен литьем из серого чугуна. В расточках торцевых стенок картера установлены подшипники коленчатого вала. Окна в боковых стенках закрыты крышками. На верхней плоскости картера через уплотнительную прокладку крепится блок цилиндров. Блок цилиндров литой с ребрами для охлаждения из алюминия, армированный чугунной вставкой. Коленчатый вал стальной, штампованный, устанавливается на двух подшипниках №1309. На выходном конце коленчатого вала устанавливается маховик-вентилятор. Ко второму концу коленчатого вала крепится шайба привода масленого насоса. Шатуны стальные, штампованные. Нижние головки шатунов разъемные, с вкладышами от двигателя автомобиля ГАЗ-51 (деталь ВК-51-1000104), и стягиваются шатунными болтами (деталь ВК-53-1004060). В верхние головки шатунов запрессованы втулки от двигателя ЗИЛ-120 (деталь 120-1004052). Шатун цилиндра низкого давления более легкий и имеет клеймо «НД». Шатун цилиндра высокого давления имеет клеймо «ВД». Поршень цилиндра низкого давления, диаметром 108 мм, из алюминиевого сплава от двигателя автомобиля ЗИЛ-375 (деталь 375-1004015-Аз). На поршне установлены три компрессорных кольца: два верхних (деталь 375-1004030), нижнее (деталь 375-1004025) и одно комбинированное маслосъемное кольцо, состоящее из осевого расширителя (деталь 375-1004039), радиального расширителя (деталь 375-1004038) и двух плоских кольцевых дисков (деталь 375-10040-41). Поршень соединен с шатуном пальцем плавающего типа (деталь 1111004020), который от осевых перемещений удерживается двумя стопорными кольцами (деталь 120-1004022). Поршень цилиндра высокого давления, диаметром 52 мм, литой чугунный. На поршне установлены четыре компрессионных кольца от компрессора автомобиля ЗИЛ-120 (деталь 120-3509164А).

30

Поршневой палец плавающего типа от осевых перемещений удерживается двумя заглушками. Диаметр пальца одинаков с пальцами поршня низкого давления. Для обеспечения нормальной работы компрессора зазоры между поршнем и цилиндром должны быть установлены в пределах: цилиндр низкого давления – 0,060 – 0,80 мм; цилиндр высокого давления – 0,030 – 0,090 мм; зазоры в стыках поршневых колец должны быть в пределах: цилиндр низкого давления –0,2 – 0,4 мм; цилиндр высокого давления 0,2 – 0,5 мм; Масляный насос шестеренного типа. Ведущий валик через шайбу связан с коленчатым валом. С валиком при помощи шпонки соединена ведущая шестерня. Ведомая шестерня свободно вращается на оси. Шестерни помещены в обойму и закреплены крышкой. В корпус насоса встроен редукционный клапан. Масло из картера через фильтр нагнетается масляным насосом и по сверлениям в крышке и ведущем валике подается по каналам на коленчатом валу для смазки шатунных подшипников. Зеркало цилиндров смазывается маслом, проходящим по наклонному сверлению в шатунах. Коренные подшипники смазываются масляным туманом. Поршневые пальцы получают смазку через отверстия в поршнях. Сапун, установленный на корпусе масляного насоса, служит для сообщения внутренней поверхности картера с атмосферой. Отверстие в корпусе для сапуна используют для пополнения картера маслом. Для контроля за уровнем масла в картере служит щуп, установленный на одной из боковых крышек. Клапан прямоточный состоит из алюминиевого корпуса с каналами, разделенными ребрами жесткости, и установленными в каналах подпружиненными запорными пластинами. Пружины и клапаны удерживаются ограничителями. Одна сторона ограничителей крепится к корпусу винтом, а вторая – зажимается прокладкой крышки цилиндра или прокладкой блока. Воздушный фильтр устанавливается на всасывающем фланце головки блока цилиндра и состоит из корпуса, крышки, фильтрующей сетки, прокладки. Охлаждение компрессора осуществляется воздушным потоком, создаваемым лопастями маховика – вентилятора. Направление вращения должно быть таким, чтобы воздушный поток был направлен на головку компрессора. Система охлаждения обеспечивает поддержание нормальной температуры деталей компрессора, масла и межступенчатое охлаждение воздуха за счет оребренных стенок крышки, коллектора и холодильника. 31

Коллектор одновременно является гасителем пульсации сжатого воздуха. Предохранительный клапан, установленный на коллекторе, предназначен для предохранения компрессора от перегрузок при неисправностях в клапанной системе. Клапан регулируется на давление 0,45 МПа (4,5 кгс/см2). При повышении вышеуказанного давления пружина, сжимаясь, освобождает шарик, и клапан сообщает коллектор с атмосферой. При понижении давления шарик под действием пружины перекрывает отверстие в корпусе. Пружина регулируется гайкой и фиксируется контргайкой. Корпус, гайка и контргайка пломбируются. Пневморазгружатель устанавливается на коллекторе. Служит для разгрузки двигателя компрессора при пуске. Пневморазгружатель регулируется так, чтобы клапан закрывается через с после пуска. Регулировка осуществляется гайкой и контргайкой. 2. Ресивер. Ресивер представляет собой стальной сварной сосуд с выпуклым эллиптическими днищами, имеющий четыре опоры. На ресивере устанавливаются влагомаслоотделитель с раздаточным вентилем, блок управления, в который входят: реле управления, предохранительный клапан, манометры для контроля воздуха и смазки, влагоудалитель, клеммная коробка. Влагоотделитель состоит из литого оребренного корпуса, конденсатора для отделения масла и конденсата. Для слива конденсата корпус в нижней части имеет иглу. Для отвода конденсата из ресивера служит влагоудалитель. При падении давления в ресивере до атмосферного, стеклянный клапан 3 при наличии конденсата всплывает и открывает сливное отверстие в корпусе 1. После слива клапан закрывается. Для автоматического включения и выключения двигателя компрессора в пределах заданных давлений служит реле управления. Реле управления состоит из фланца, корпуса, диафрагмы, регулировочной гайки, пружины, штока, рычага, фиксатора, гаек для регулировки перепада давления, установочного винта, кронштейна микропереключателя, микропереключателя, тумблера. Корпус закрывается крышкой. Микропереключатель винтом устанавливается таким образом, чтобы размыкание контактов микропереключателя происходило при верхнем положении рычага, а включение – при нижнем. Регулировка реле на заданное давление включение производится гайкой, а величина перепада устанавливается при помощи верхних регулировочных гаек. Нижние регулировочные гайки устанавливаются так, чтобы при полном ходе штока происходило перекидывание через шарик фиксатора. 32

При отсутствии давления в ресивере шток находится в нижнем положении, рычаг опущен, контакты микропереключателя замкнуты. При включении тумблера электрическая цепь замыкается, и компрессор начинает работать. При повышении давления в ресивере диафрагма, а вместе с ней шток перемещаются вверх и через нижнее регулировочные гайки передают движение на рычаг, при этом пружина сжимается. Рычаг своим носиком отожмет шарик фиксатора. Как только рычаг пройдет вершину шарика, последний под действием пружины по скосу носика резко поднимает его вверх, при этом пятка рычага размыкает контакты микропереключателя. По мере расходования воздуха под действием пружины шток начинает двигаться вниз и верхними регулировочными гайками будет давить рычаг. Резкое замыкание контактов произойдет тогда, когда рычаг пройдет вершину шарика фиксатора и упадет на нижнее регулировочные гайки. Реле позволяет осуществлять регулировку давлением от 0,4 до 1,0 МПа (от 4 до 10 кгс/см2) с перепадом от 0,2 до 0,5 МПа (от 2 до 5 кгс/см2). Предохранительный клапан служит для защиты ресивера от превышения давления. Клапан состоит из корпуса, в который устанавливается седло клапана, золотника со вставкой из резины, направляющей втулки, штока, пружины, сферической шайбы, регулировочной гайки. Клапан регулируется на давление (1,1±0,05) МПа. При повышении давления в ресивере выше предельного золотник под действием сжатого воздуха через шток сжимает пружину и открывает отверстие в седле клапана. Падение давления в ресивере будет продолжаться до тех пор, пока пружина не прижмет золотник к седлу клапана. Для проверки работы клапана служит головка подрыва. После регулировки на заводе-изготовителе предохранительный клапан пломбируется. Принцип работы 1. При работе компрессора атмосферный воздух через фильтр и всасывающие клапаны поступает в цилиндр низкого давления, где предварительно сжимается, и далее при открытии нагнетательных клапанов через коллектор цилиндра низкого давления поступает в холодильник. Охлажденный воздух поступает в полость крышки головки цилиндров и через всасывающие клапаны в цилиндр высокого давления, где окончательно сжимается, открываются нагнетательный и обратный клапаны влагомаслоотделителя, и воздух направляется в ресивер. При открытом раздаточном вентиле воздух из ресивера подается в пневмосистему. Конденсат удаляется из ресивера через влагоудалитель. 33

В компрессоре предусмотрено автоматическое выполнение следующих операций: - работа компрессора в пределах заданных давлений в ресивере при помощи реле управления; - разгрузка двигателя при пуске – с помощью пневморазгружателя; - удаление конденсата при помощи влагоудалителя. Удаление конденсата и масла из влагомаслоотделителя осуществляется открытием запорной иглы. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ 1. Компрессор должен быть установлен в отдельном помещении, в котором нет постоянного присутствия обслуживающего персонала. 2. В случае нахождения компрессора в помещении, где работают люди, компрессор должен быть огражден. 3. Уровни звуковой мощности в октавных полостях частот в контрольных точках не должны превышать значений, приведенных в таблице 4.2. 4.2. Уровень шума компрессора Среднегеометриче ские частоты октавных полос, Гц Уровни звуковой мощности, дБ, не более

63

125

250

500

1000 2000 4000 8000

100

97

98

97

103

102

95

93

4. Двигатель компрессора и корпус ресивера должны быть надежно заземлены. 5. К работе с компрессорами допускаются люди, изучившие паспорт, прошедшие инструктаж и ознакомленные с особенностями работы компрессора. 6. Компрессор должен эксплуатироваться в соответствии с требованиями техники безопасности для стационарных электрических установок и правилами устройства и безопасности эксплуатации сосудов, работающих под давлением. 7. Работа компрессоров при снятом ограждении и открытой крышки реле давления с неопломбированными и неисправными предохранительными клапанами и манометрами категорически запрещается. 8. Прикасаться к трубопроводу высокого давления и крышке головки цилиндра при работе компрессора ЗАПРЕЩАЕТСЯ. 9. Ремонтные и другие работы с компрессором должны производится при выключенном коммутационном устройстве, тумблере реле давления и при отсутствии остаточного давления в магистрали и ресивере. 34

10. При ремонте компрессора перед сборкой детали механизма движения должны быть смазаны компрессорным маслом. Подготовка компрессора к работе 1. Компрессор должен эксплуатироваться в помещении, находиться на специальном фундаменте. Он должен быть выверен по уровню и закреплен фундаментными болтами. Перед закреплением нужно убедиться в том, что компрессор всеми четырьмя лапами плотно стоит на поверхности фундамента. 2. Влагоудалитель компрессора должен соединяться с канализационной системой. 3. Компрессор должен быть надежно соединен с системой заземления. Для присоединения заземляющей шины на одной из опор ресивера имеется болт, отмеченный знаком «Земля». 4. При монтаже компрессора необходимо предусмотреть необходимые проходы для удобства обслуживания и осмотра. Кроме того, должна быть обеспечена хорошая видимость показаний манометров. 5. Снимите консервационную смазку с наружных частей компрессора. Через отверстие для сапуна залейте в картер масло по верхнюю метку щупа. Замер уровня масла производится в завернутом положении щупа. Для смазки компрессора применяется масло компрессорное КС-19 ГОСТ 9243-75 или ГОСТ 1861-73. Проверьте натяжение приводных ремней и при необходимости подтяните их. Под усилие 2 кгс ветвь ремня должна оттягиваться на 11 мм. Проверьте маховик на несколько оборотов вручную, убедитесь в отсутствии заеданий. Если маховик не проворачивается или проворачивается очень туго, необходимо установить причину и устранить ее. Убедившись в отсутствии посторонних предметов на компрессоре, включите тумблер на реле управления, проверьте правильность вращения маховика и работу масляного насоса по показанием манометра. Давление, развиваемое масляным насосом, должно быть в пределах 0,25…0,4 МПа. Дайте возможность работать компрессору несколько минут на холостом режиме, для чего оттяните за подъемное кольцо стержень предохранительного клапана на коллекторе низкого давления или снимите пневморазгружатель. Остановите компрессор, проверьте затяжку креплений всех соединений, в особенности крепления маховика на коленчатом вале. При отсутствии дефектов включите компрессор на 25-30 минут. 35

Диаметр труб, соединяющих компрессор с потребителем, должен быть не менее ½″. Техническое обслуживание 1. Правильный уход и обслуживание являются залогом безотказной и безаварийной работы компрессора. 2. Не допускается превышать давление в ресивере более 1 МПа. 3. Необходимо периодически проверять работу предохранительных клапанов. Для этого следует при работающем компрессоре несколько раз открывать и закрывать клапан вручную. Если при открытии клапана воздух выходит наружу и не наблюдается роста давления в ресивере, а при отпускании клапан плотно закрывается, клапан считается исправным. 4. Ежедневно перед пуском компрессора следует проверять уровень масла в картере и при необходимости доливать его до верхней метки щупа. Расход масла не превышает 20 г/ч для компрессора С415 и 32 г/ч для компрессора С416. Работа компрессора при уровне масла, не доходящем до нижней метки щупа, категорически запрещается. Через каждые 75-100 часов работы необходимо менять масло в картере, очищать магнитную пробку от металлических частиц, промывать масляный фильтр маслонасоса. Заливайте масло через воронку с мелкой сеткой. Не реже одного раза в неделю сливайте конденсат из влагомослоотделителя. 5. Не реже чем через 100 часов работы проверяйте фильтрующий элемент воздушного фильтра. 6. Необходимо периодически проверять работу влагоудалителя 3. Через несколько часов работы, после выпуска воздуха, из влагоудалителя должен сливаться конденсат. Не реже одного раза в месяц производите промывку клапана влагоудалителя. 7. Не реже одного раза в месяц вывертывайте пробки из коллекторов низкого давления и сливайте конденсат. 8. Один раз в три месяца следует снимать головку блока, блока цилиндров; очищать поршни, поршневые кольца, клапаны и внутренние стенки цилиндров и крышек от масляного шлака. При очистке стенок цилиндра и поршней запрещается использование твердых предметов. Нагар смачивайте керосином и очищайте медной или другой мягкой пластинкой. 36

9. Периодически проверяйте состояние двигателя, приводных ремней, плотность затяжки соединений и крепежа. 10. Ревизия компрессора производится один раз в год. С ней совмещается очередной текущий ремонт. Во время ревизии проверяется состояние всех подшипников, цилиндров, деталей шатунно-поршневой группы, коллекторов и производится очистка от масляного шлака клапанов, полостей крышек и т. д. Производится промывка влагомаслоотделителя. Проверяется плотность всех соединений. Производится очистка поверхностей охлаждения и одновременно ревизия двигателя. 4.3. Характерные неисправности и методы их устранения Наименование неВероятная исправности, причина внешнее проявление и дополнительные признаки 1 2 Уменьшилась про- Утечка воздуха через неплотизводительность ности соединений компрессора Поломка или зависание клапанных пластин

Компрессор перегревается Стук в цилиндре

Методы устранения

3 Найти место утечки и устранить Проверить клапаны, при необходимости заменить пластины Засорился воздушный фильтр Фильтр промыть Износ, поломка или пригораЗаменить поршневые ние поршневых колец кольца Недостаточное охлаждение Очистить загрязнение поверхности крышек и цилиндров Износ поршневого пальцами Изношенные детали или втулки верхней головки заменить, выдержав нешатуна обходимые размеры Износ поршня и цилиндра Поршень заменить Цилиндр расточить под ремонтный размер, выдержав необходимые размеры

37

1 Стук в картере

Маховик не проворачивается

Масляный насос не развивает давление Течь масла из картера по коленчатому валу Падение давления в ресивере при неработающем компрессоре и закрытом раздаточном вентиле Компрессор медленно развивает нормальные обороты Пропуск воздуха через влагоудалитель

Окончание табл. 4.3 2 3 Износ подшипников шатуна и Подшипники заменить коленчатого вала Ослаблено крепление шатун- Подтянуть шатунные ных болтов болты Поршень упирается в клапан- Установить зазор 0,3 – ную доску 0,8 мм с помощью прокладок между цилиндрами и картером Нарушена регулировка редук- Отрегулировать клапан ционного клапана на 0,25-0,4 МПа. Проверить направление вращения маховика Загрязнение отверстий сапуна, Прочистить отверстия износ сальника сапуна, сальник заменить Засорился или сломался об- Притереть корпус или ратный клапан заменить клапан

Пневморазгружатель не открывается при остановке Засорился или сломался обратный клапан Засорился или разрушился клапан

Отрегулировать пневморазгружатель Притереть корпус или заменить клапан Клапан прочистить или заменить

Порядок выполнения работы. Изучить меры безопасности. Ознакомиться с общим устройством, управлением и работой компрессора гаражного стационарного. Ознакомиться с устройством, управлением и работой основных узлов компрессора гаражного стационарного. Контрольные вопросы. 1. Назначение компрессора гаражного стационарного. 2. Общее устройство компрессора гаражного стационарного. 38

3. Принцип работы компрессора. 4. Правила безопасности при работе с компрессором гаражным стационарным. 5. Работа основных узлов компрессора гаражного стационарного. 6. Характерные неисправности компрессора и методы их устранения. 7. Подготовка компрессора к работе.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Справочник по электрохимическим и электрофизическим методам обработки / Г. Л. Амитан, И.А. Байсупов, Ю. М. Барон и др.; Под общ. Ред. В. А. Волосатова. – Л.: Машиностроение. Ленингр. отделение, 1988. – 719 с. 2. Ультразвук: Маленькая энциклопедия / Гл. ред. И. П. Голямина. – М.: Советская энциклопедия, 1979. – 400 с.

Учебное издание ХУСАИНОВ Альберт Шамилевич БОРТНИКОВ Сергей Петрович РАСЧЕТ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ МЕХАНИЗМОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ АВТОТРАНСПОРТНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ Редактор Н. .А. Евдокимова

Подписано в печать 30.12.2003. Формат 60×84/16. Бумага тип. № 1. Печать трафаретная. Усл. печ. л. 2,40. Уч. изд. л. 2,00. Тираж 100экз. Заказ Ульяновский государственный технический университет 432027, г. Ульяновск, ул. Сев. Венец, д. 32. Типография УлГТУ. 432027, г. Ульяновск, ул. Сев. Венец, д. 32. 39