Đồ án tốt nghiệp ngành cơ khí đóng tàu Lập quy trình sửa chữa động cơ YANMAR 6N18ALSV x 515KW

NGUYỄN NGỌC HOÀNG. Đề tài: Lập quy trình sửa chữa động cơ YANMAR 6N18AL-SV x 515KW. Nội dung: I, Đặt vấn đề. 1. Các yêu cầu chung đối với động cơ lai máy phát điện trên tàu. 2. Giới thiệu động cơ YANMAR 6N18AL-SVx515KW. 3. Quy định về thời gian sửa chữa và kiểm tra các chi tiết động cơ. II, Thiết kế quy trình khảo sát động cơ. 1. Quy trình khảo sát sơ bộ động cơ trước sửa chữa. 2. Quy trình tháo, vệ sinh. 3. Quy trình kiểm tra các chi tiết. III, Thiết kế quy trình sửa chữa một số chi tiết động cơ. 1.Sửa chữa piston. 2. Sửa chữa cơ cấu phối khí. 3. Sửa chữa trục khuỷu. IV, Thiết kế quy trình lắp ráp, chạy rà và thử nghiệm. 1. Quy trình lắp ráp. 2. Quy trình chạy rà và thử nghiệm. V. Kết luận. I. YÊU CẦU ĐỐI VỚI ĐỘNG CƠ DIESEL LAI MÁY PHÁT ĐIỆN. 1. Phạm vi áp dụng. 1.1. Các yêu cầu nêu sau áp dụng cho động cơ Diesel dùng để lai máy phát điện. 1.2. Đối với các động cơ diesel lai máy phát điện sự cố, thì phải thoả mãn các yêu cầu nêu sau. 2. Bản vẽ và tài liệu. 2.1. Thông thường phải trình duyệt các bản vẽ tài liệu sau: Các bản vẽ và tài liệu để duyệt + Bản vẽ thuyết minh động cơ. + Bản vẽ chi tiết quy trình hàn đối với các bộ phận chính. + Trục khuỷu (gồm cả các chi tiêt, bulông nối trục, các đối trọng và các bulông ghép chặt chúng. + Thanh truyền và các ổ đỡ (kể cả các bulông và các chi tiết) của động cơ 4 kỳ. + Trục chịu lực đẩy. + Sự bố trí các bulông bệ máy. + Cấu tạo và sự bố trí các van phòng nổ thùng trục. + Đặc tính vật liệu của các bộ phận chính + Đường ống dầu cao áp để dẫn động xupap xả cùng cơ cấu bảo vệ. + Đường ống dầu đốt cao áp cùng cơ cấu bảo vệ và cố định. + Hệ thống đường ống lắp trên động cơ. + Mặt cắt lắp ráp tuabin khí thải. 2.2. Các bản vẽ tài liệu để tham khảo. + Danh mục các bản vẽ và tài liệu phải trình duyệt. + Mặt cắt dọc của động cơ. + Mặt cắt ngang của động cơ. + Bệ máy và ổ chặn. + Thân động cơ. + Nắp xilanh, thân xilanh và ống lót xilanh. + Piston và chốt piston. + Gudông liên kết. + Lắp ráp piston và cán piston. + Cán piston. + Thanh truyền và các ổ đỡ của động cơ 2 kỳ. + Lắp ráp ổ đỡ chặn. + Lắp ráp đầu chữ thập. + Cơ cấu dẫn động trục cam và sự lắp ráp cam với trục cam. + Cơ cấu xupap. + Bơm phun dầu đốt. + Các bulông ổ đỡ chính. + Các bulông cố định nắp xilanh và các bulông cố định hộp van. + Bánh đà. + Các tài liệu hướng dẫn và sử dụng vận hành động cơ. 2.3. Đối với trục lắp bánh đà và các trục khác. Ở chỗ lắp bánh đà hoặc các puli lệch tâm dùng cho các bơm trên trục khuỷu hoặc trục phụ ở giữa ổ trục cuối cùng và trục chịu lực đẩy, đường kính trục ở phần trục đó không nhỏ hơn đường kính trục khuỷu được xác định bằng công thức dưới đây. 3. Trục khuỷu. 3.1 Trục khuỷu liền. 3.1.1 Đường kính cổ biên và cổ trục không được nhỏ hơn giá trị tính theo công thức sau: d c = {( M + 22 TM + )D 2 } 3 1 K m K 5 K h Trong đó: dc : Đường kính quy định của trục khuỷu (mm). M = 10 2− ALP max T = 10 -2 BSP min S : Hành trình piston (mm). L : Khoảng cách giữa hai tâm ổ đỡ liền nhau (mm). P max : Áp suất cháy lớn nhất trong xilanh (MPa). P min : Áp suất có ích chỉ thị trung bình (MPa). A và B : Hệ số. D : Đường kính xilanh (mm). K : Giá trị lấy theo (1) hoặc (2) dưới đây tuỳ theo giới hạn bền kéo danh nghĩa của vật liệu làm trục khuỷu. (1) Khi giới hạn bền kéo danh nghĩa của vật liệu lớn hơn 440 N/mm 2 : K m = 3 )440( 3 2 440 440 −+ s T Trong đó : T s : Giới hạn bền kéo danh nghĩa của vật liệu (N/mm 2 ). Giá trị của T s không được quá 760 N/mm 2 đối với thép các bon rèn và không quá 1080 N/mm 2 đối với thép hợp kim thấp rèn. (2) Khi giới hạn bền kéo danh nghĩa của vật liệu không lớn hơn 440 N/mm 2 ; K m =1,0. K s : Giá trị được lấy theo (1), (2) hoặc (3) sau đây, tuỳ theo phương pháp chế tạo trục khuỷu. (1) Khi trục khuỷu được chế tạo bằng phương pháp đặc biệt đã được Đăng kiểm thừa nhận rằng rèn tạo thớ liên tục và chất lượng sản phẩm ổn định, độ bền mỏi được tăng thêm từ 20% trở lên so với quá trình rèn tự do: K s = 3 15,1 1 (2) Khi trục khuỷu được chế tạo bằng phương pháp đặc biệt đẵ được Đăng kiểm thừa nhận rằng đả tăng độ cứng bề mặt và chất lượng sản phẩm ổn định, độ bền mỏi được nâng cao : K s = 3 100 1 1 ρ + Trong đó: ρ : Mức độ (cải thiện) tăng hơn về độ bền tuỳ theo độ cứng bề mặt (%) đẵ được Đăng kiểm thừa nhận. (3) Khi không nằm trong trường hợp (1) hoặc (2) nói trên: K s = 1,0. K h : Giá trị lấy theo (1) hoặc (2) dưới đây tuỳ theo đường kính trong của cổ biên hoặc cổ trục. (1) Khi đường kính trong bằng và lớn hơn 1/3 đường kính ngoài : K h = 3 4 1 1 R− Trong đó : R: Tỷ số giữa đường kính trong của trục chia cho đường kính ngoài của trục. (2) Khi đường kính trong nhỏ hơn 1/3 đường kính ngoài : K h = 1,0. 3.1.2 Kích thước của các má khuỷu phải thoả mãn các yêu cầu ở (1) và (2) sau đây: (1) Chiều dày và rộng của các má khuỷu phải thoả mãn công thức sau đây liên quan tới đường kính của cổ biên và cổ trục. Trong trường hợp này, chiều dày má khuỷu không được nhỏ hơn 0,36 lần đường kính của cổ biên và cổ trục. Khi đưòng kính thực tế của cổ biên và cổ trục lớn hơn đường kính yêu cầu của trục khuỷu được xác định bởi công thức ở -1 thì vế trái của công thức sau đây có thể nhân với (d c / d a ) 3 . { 0,122( 2,20- a d b ) 2 + 0,337}( t d a ) 1,4 ≤ 1. Trong đó : b : Chiều rộng má khuỷu (mm). d a : Đường kính thực tế của cổ trục hoặc cổ biên (mm). t : Chiều dày má khuỷu (mm). (2) Bán kính góc lượn tại chỗ nối của má khuỷu với cổ biên hoặc cổ trục không được nhỏ hơn 0,05 lần đường kính thực tế của cổ biên hoặc cổ trục. 4. Trục khuỷu lắp ghép. 4.1. Đường kính của cổ biên và cổ trục của trục khuỷu lắp ghép phải thoả mãn yêu cầu ở 3.1. 4.2. Kích thước của các má khuỷu phải thoả mãn các yêu cầu ở (1) và (2) sau đây : (1) Chiều dày các má khuỷu loại lắp ép nóng phải thoả mãn các công thức sau đây : t ≤ h dC TDC 2 2 1 x ) 1 1( 1 2 s r − t ≥ 0,525d c . Trong đó : t : Chiều dày của má khuỷu đo song song với đường tâm trục (mm). C 1 =10 đối với động cơ 2 kì 1 hàng xilanh; C 1 =16 đối với động cơ 4 kì 1 hàng xilanh; T : Tương tự như ở 3.1; D : Đường kính xilanh (mm); C 2 = 12,8 α -2,4 α 2 , nhưng trong trường hợp trục rỗng thì C 2 được nhân với (1-R 2 ), α = Lượng co ngót cho phép (mm) x 10 3 n d 1 Đường kính trong của trục rỗng R = ________________________________________ Đường kính ngoài của trục rỗng r s = Đường kính ngoài của má khuỷu(mm) x h d 1 d h : Đường kính lỗ tại chỗ lắp ép nóng (mm); d c : Đường kính quy định của trục khuỷu được xác định bằng công thức ở 3.1 (mm). (3) Kích thước tại góc lượn chỗ nối của má khuỷu với cổ biên của các trục khuỷu bán lắp ghép phải thoả mãn các yêu cầu ở 3.1.2. 4.3. Đối với trục khuỷu lắp ghép thì giá trị α được dùng ở (4.2-1) phải nằm trong giới hạn sau: 225 1,1 Y ≤≤ α ( 8,0 225 1,1 + Y ) 2 1 1 R− Trong đó: Y : Giới hạn chảy danh nghĩa của vật liệu má khuỷu (N/mm 2 ); Đường kính trong của trục rỗng R = ________________________________________ Đường kính ngoài của trục rỗng Khi giới hạn chảy danh nghĩa của má khuỷu trên 390 N/mm 2 hoặc khi giá trị tính theo công thức sau đây dưới 0,1 thì giá trị α sẽ được Đăng kiểm xem xét trong từng trường hợp cụ thể : S - d p - d j ____________ 2d p Trong đó : S : Hành trình piston (mm); d p : Đường kính cổ biên (mm); d j : Đường kính cổ trục (mm). 4.4. Nối trục và bulông nối trục. 4.4.1. Đường kính của các bulông nối trục tại bề mặt nối của các mối nối giữa các trục khuỷu hoặc giữa trục khuỷu với trục chịu lực đẩy hoặc giửa trục khuỷu với trục quy định ở (2.3) không được nhỏ hơn giá trị tính theo công thức sau: d b = 0,75 b c T x nD d 440)95,0( 3 Trong đó: d b : Đường kính bulông nối trục (mm). n : Số lượng bulông D : Đường kính quy định của trục khuỷu (mm) được tính bằng công thức ở 3.1.1 khi các giá trị K m , K s và K h được lấy bằng 1,0. T b : Giới hạn bền kéo danh nghĩa của vật liệu làm bulông (N/mm 2 ). Khi giá trị này trên 1000 N/mm 2 thì trị số dùng cho công thức trên sẽ được Đăng kiểm xem xét một cách thích hợp. 4.4.2. Các khớp nối trục phải đủ bền để chịu được các ứng suất khi làm việc. Các góc lượn của các khớp nối trục phải có bán kính đủ lớn đẻ tránh sự tập trung ứng suất quá mức. Nếu các khớp nối trục tách biệt so với trục, thì phương pháp lắp ghép và kết cấu của khớp nối phải có khả năng chịu được lực kéo khi tàu lùi. Nếu sử dụng then để lắp khớp nối trục vào trục thì kết cấu của rãnh then phải tránh được sự tập trung ứng suất quá mức. 4.5. Thiết bị an toàn. 4.5.1. Về thiết bị chống điều tốc và vượt tốc, thì ngoài bộ điều tốc thông thường, mỗi động cơ diesel lai máy phát điện có công suất liên tục lớn nhất từ 220 Kw trở lên phải được trang bị một thiết bị chống vượt tốc riêng biệt. Trong trường hợp này, thiết bị chống vượt tốc phải đảm bảo sao cho tốc độ không thể vượt quá 15% số vòng quay liên tục lớn nhất. 4.5.2. Đặc tính của bộ điều tốc. 4.5.2.1. Đặc tính của các bộ diều tốc của các động cơ lai máy phát điện chính phải có khả năng duy trì tốc độ trong khoảng giới hạn sau: (1). Sai khác tức thời là 10% hoặc nhỏ hơn so với tốc độ định mức lớn nhất khi tải định mức của máy phát đột ngột mất. (2). Sai khác tức thời là 10% hoặc nhỏ hơn so với tốc độ định mức lớn nhất khi máy phát đột ngột nhận 50% tải định mức và sau khi khôi phục trạng thai ổn định lại đột ngột nhận 50% tải định mức còn lại. Tốc độ phải trở lại với sai số 1% so với tốc độ ổn định cuối trong thời gian không quá 5 giây. Khi khó đạt được các yêu cầu ở trên hoặc khi thiết bị yêu cầu có đặc tính sai số thì các đặc tính của bộ diều tốc phải được Đăng kiểm đồng ý. (3). Ở tất cả các mức tải từ không tải đến định mức thì sai khác tốc độ lâu dài không được vượt quá 5% tốc độ định mức lớn nhất. 4.5.2.2. Các đặc tính của bộ điều tốc ở các động cơ lai máy phát sự cố phải có khả năng duy trì tốc độ trong khoảng giới hạn sau: (1). Sự sai khác giá trị tức thời như đã nêu ở 4.5.2.1(1), (2) khi toàn bộ phụ tải sự cố đột ngột được đưa vào hoặc ngắt ra. (2) Ở tất cả các mức tải từ không tải đến tới toàn bộ phụ tải sự cố, sự sai khác tốc độ phải như các giá trị nêu ở 4.5.2.1(3). 4.5.2.3. Đối với các tổ máy phát xoay chiều làm việc song song thì các đặc tính của bộ điều tốc phải sao cho đảm bảo được việc phân phối tải và phải có thiết bị chỉnh tinh bộ điều tốc để cho phép điều chỉnh mức tải không quá 5% tải định mức ở tần số định mức. 4.5.2.4. Khi có một máy phát điện một chiều truyền động bằng tuabin làm việc song song cùng với các máy phát khác thì phải bố trí công tắc trên mỗi bộ điều tốc sự cố của tuabin để mở các bộ ngắt mạch máy phát khi bộ điều tốc sự cố hoạt động. PHẦN I GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ VÀ CÁC ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT 1. Giới thiệu động cơ. A. Các thông số của động cơ : Động cơ 6N18AL-SV x 515 (KW) của hãng YANMAR do Nhật chế tạo, hiện nay được lắp trên tàu chở dầu 13500T làm Diesel lai máy phát điện và làm máy chính trong các tàu hàng cỡ nhỏ. Động cơ YANMAR 6N18AL-SV x 515(KW) là động cơ 4 kì, 6 xilanh và được bố trí một hàng thẳng đứng tăng áp bằng tua bin khí thải. Động cơ có các thông số kỹ thuật sau đây : 1. Đường kính xilanh : 180 mm 2. Hành trình piston : 280 mm 3. Số xilanh : 6 4. Công suất định mức : 615 KW 5. Vòng quay : 1000 v/p 6. Áp suất nạp vào : 1,726 Mpa 7. Áp suất cháy cực đại : 17,65 Mpa 8. Áp suất khởi động động cơ khí nén max : 2,94 MPa 9. ÁP suất dừng động cơ khí nén : 0,69 ÷ 0,98 MPa 10. Suất tiêu hao nhiên liệu : 203 g/Kw.h 11.Suất tiêu hao dầu bôi trơn khi đông cơ chạy toàn tải : 0,7 ÷ 1,1 g/Kw.h 12.Điều kiện sử dụng động cơ : [...]... THIẾT KẾ QUY TRÌNH KHẢO SÁT ĐỘNG CƠ 2.1 Khảo sát sơ bộ động cơ trước khi tháo và kiểm tra biên * Mục đích - Đánh giá đúng trạng thái kỹ thuật của động cơ - X c định khối lượng công việc cần phải tiến hành sửa chữa - Lập hạng mục sửa chữa, lập dự toán vật tư, thời gian sửa chữa - Chuẩn bị các thiết bị phục vụ cho sửa chữa * Chuẩn bị - Hồ sơ kỹ thuật của động cơ - Hồ sơ kỹ thuật của động cơ ở lần sửa chữa. .. sinh hàn +Ra sinh hàn Áp suất khí nén: +Xilanh 1 + Xilanh 2 + Xilanh 3 + Xilanh 4 + Xilanh 5 + Xilanh 6 Áp suất cháy: +Xilanh 1 + Xilanh 2 + Xilanh 3 0 4 5 6 7 8 9 C MPa 0 C MPa C MPa MPa + Xilanh 4 + Xilanh 5 + Xilanh 6 2.2 QUI TRÌNH THÁO 2.2.1 Yêu cầu chung: Tháo dỡ động cơ diesel là một giai đoạn quan trọng của quy trình sửa chữa nếu tháo không cẩn thận hoặc sai chu trình tháo sẽ gây ra biến dạng... Hạng mục sửa chữa do chủ tàu yêu cầu 2.1.1 Điều kiện để đưa động cơ vào khảo sát - Động cơ vẫn hoạt động được - Động cơ đưa vào khảo sát đúng thời hạn - Các thiết bị đo đạc, kiểm tra đầy đủ - Có đầy đủ thành viên hội đồng khảo sát gồm: + Chủ tàu, cán bộ kỹ thuật + Đại diện đăng kiểm + Đại diện đơn vị sửa chữa 2.1.2 Khảo sát động cơ: 2.1.2.1 Ở trạng thái tĩnh: Ta khảo sát động cơ khi ngừng hoạt động vì... vênh x y sát các vết nứt lớn song không cụ thể 2.1.2.2 Ở trạng thái hoạt động: Phương pháp này cho ta biết một cách chính x c thông số hoạt động của động cơ, từ đó ta phán đoán được các hư hỏng 2.1.3 Quá trình khảo sát: 2.1.3.1 Thử khởi động động cơ: Các công việc tiến hành bao gồm: a Kiểm tra áp lực gió để khởi động b Kiểm tra khởi động động cơ c Kiểm tra hệ thống đủ điều kiện khởi động d.Khảo sát động. .. nước ngọt cao nhất làm mát sau khi ra khỏi động cơ : 800C 14 Áp suất nước ngọt làm mát động cơ : 0,15 ÷ 0,3 MPa 15 Áp suất khí nén khi động cơ toàn tải : 3,43 kPa 16 Lưu lượng khí x : 3530 m3/h 17 Hệ số công suất : 0,8 18 Thứ tự nổ : 1-4-2-6-3-5-1 B Vật liệu chế tạo các chi tiết chính của động cơ : Block xilanh : Thép đúc Sơ mi xilanh : Thép đúc đặc biệt Nắp xilanh : Thép đúc Piston : Thép đúc đặc biệt... PT100 Xilanh s? 6 T Xilanh s? 1 T Th W3 W2 b Nguyên lý hoạt động của hệ thống *) Hệ thống làm mát nước biển Van tự động mở nước biển đi qua nó vào làm mát cho sinh hàn dầu, sinh hàn khí và được đưa ra ngoài *) Hệ thống làm mát nước ngọt Nước ngọt từ két qua van một chiều, dược bơm hút vào và cấp làm mát cho xilanh, nắp xilanh của động cơ, sau đó nó sẽ lại được đưa về két chứa 4 Hệ thống không khí khởi động. .. khởi động bằng tay, phần còn lại sẽ qua van dừng máy Khi ta ấn van khởi động tay lập tức môtơ được cấp gió và quay Đồng thời lúc này gió được cấp vào van dừng máy và đẩy piston đi xuống làm lượng tiêu hao nhiên liệu tăng và quá trình cháy diễn ra Khi van khởi động tay dừng áp suất sẽ đẩy piston hồi lại, lúc này do bộ điều tốc hoạt động (tay ga không hoạt động) môtơ bị ngắt gió và không lai động cơ, ... cơ ở trạng thái làm việc ổn định, đo các thông số kỹ thuật ở vòng quay ổn định nhỏ nhất 2.1.3.2 Thử tải - Cho động cơ làm việc ở chế độ tải sau : 25%, 50%, 75%, 100%, công suất rồi kiểm tra các thông số kỹ thuật - Kiểm tra mầu khí x , nghe tiếng gõ của động cơ và kiểm tra sự rò lọt của công chất làm mát, dầu - Sau khảo sát hội đồng lập biên bản về tình trạng kỹ thuật của máy Phân tích hư hỏng để x c... chứa 4 Hệ thống không khí khởi động a Sơ đồ hệ thống MG PT100 P PT100 T T Sinh hàn khí T T PT100 T T T T T T Xilanh s? 6 Xilanh s? 1 P PS PS A3 A2 b Nguyên lý hoạt động Máy nén nén gió vào sinh hàn gió cấp gió vào cửa chờ của xilanh Các xupap của các xilanh mở sẽ làm cho gió được đưa vào từng xilanh Sau đó gió từ nguồn A2 qua bầu lọc, qua van giảm áp vào môtơ khởi động và chờ ở trong đó Nguồn gió điều... phải đầy đủ và phải kiểm tra lại độ cứng vững - Để tránh nhầm lẫn khi tháo lắp cần phải kiểm tra dấu Nếu vì lý do nào đó các dấu máy bị mất thì ta phải đánh dấu lại - Vệ sinh phần ngoài động cơ sạch sẽ, x hết nhiên liệu, x sạch dầu nhớt và nước làm mát ra khỏi động cơ - Đối với các đường ống sau khi tháo xong dùng nút bằng gỗ, nhựa nút lại để tránh bụi rơi vào Trong trường hợp không có nút gỗ, nhựa