Водомасляный теплообменник

ВВЕДЕНИЕ

 

Во время работы дизеля его сборочные единицы и детали интенсивно нагреваются и если их не охлаждать, то дизель практически не сможет работать. Поэтому тепло от нагретых узлов и деталей отводится в охлаждающую воду и масло. Но запасы воды и масла на тепловозе ограничены и при работе дизеля их температура быстро достигает предельного значения, поэтому для нормальной работы дизеля требуется охлаждение воды и масла. На тепловозе предусмотрено охлаждающее устройство, основными частями которого являются холодильная камера, теплообменник и система регулирования температуры. В качестве охладителя используется воздух окружающей среды

Цель письменной экзаменационной работы, ознакомится с устройством и ремонтом водомасляного теплообменника.

 Предметом исследования  моей работы является:

1. Устройство водомасляного теплообменника;

2. Ремонт водомасляного теплообменника.

Для реализации выше указанных целей мною поставлены следующие задачи:

1. Рассмотреть холодильную камеру и размещение теплообменных аппаратов:

- конструкция холодильной камеры.

2. Рассмотреть устройство водомасляного теплообменника;

3. Рассмотреть ремонт водомасляного теплообменника;

4. Рассмотреть технику безопасности.

Актуальность выбранной темы заключается в том что, если не принять специальных мер, то соприкасающиеся с горячими газами детали быстро перегреются, механическая прочность их уменьшится, пленка смазки между ними выгорит. Сухое трение сильно затруднит движение трущихся деталей и приведет к повреждению их рабочих поверхностей. Чтобы этого не случилось, нормальное тепловое состояние деталей дизеля поддерживается с помощью специальной  системы  охлаждения.

При написании письменной экзаменационной работы мною использовались следующие методы исследования – сбор информации, обобщение, сравнение, личное наблюдение во время практики.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ХАРАКТЕРИСТИКА ХОЛОДИЛЬНОЙ КАМЕРЫ

 

1.1. Конструкция холодильной камеры

 

Наклонные стенки холодильной камеры образуют проход для перехода из одной секции в другую. Для выполнения монтажных работ и выемки секций на наклонных стенках имеются проемы, закрытые люками. Люки прижаты к наклонным стенкам поворотными головками, надетыми на шпильки. Для осмотра секций и технического обслуживания холодильника в монтажных люках имеются смотровые быстросъемные люки, закрепленные четырьмя пружинными запорами. Через проемы на наружных боковых стенках холодильной камеры проходит воздух к секциям радиаторов. В проемы установлены верхние и нижние боковые жалюзи.

В крышу холодильной камеры вварен диффузор вентилятора с рамкой для крепления верхних жалюзи. На диффузоре имеются четыре люка с заслонками для подвода в холодное время теплого воздуха к секциям радиаторов. На арке, образующей верхнюю часть прохода, вварен обтекатель, который уменьшает аэродинамическое сопротивление шахты холодильной камеры. Обтекатель имеет люк для смазывания подшипников подпятника вентилятора. Внутренний диаметр обтекателя соответствует диаметру барабана колеса вентилятора

Между наружными боковыми стенками и наклонными стенками холодильной камеры установлены верхний, средний и нижний коллекторы, к которым прикреплены в два яруса радиаторные секции. В верхнем ярусе установлено 38 секций (по 19 с каждой стороны) длиной 686 мм, в нижнем —38 секций (по 19 с каждой стороны) длиной 1356 мм.

С правой стороны холодильной камеры (если смотреть по ходу тепловоза) установлены секции радиаторов для охлаждения воды наддувочного воздуха; с левой стороны — секции радиаторов для охлаждения воды дизеля и частично (шесть длинных и шесть коротких секций) для охлаждения наддувочного воздуха. Каждая секция крепится к коллекторам четырьмя шпильками. Для уплотнения между привалочными поверхностями коллекторов холодильной камеры и коллекторов радиаторных секций ставят прокладки, которые перед установкой смачивают в смеси масла с графитом.

Коллекторы холодильной камеры. Нижний и верхний коллекторы холодильной камеры представляют собой сварную конструкцию, состоящую из труб и стальных листов. Средний коллектор имеет коробчатое сечение. Для прохода воды в коллекторах холодильника и коллекторах радиаторных секций выполнены отверстия, которые располагают друг против друга при подсоединении секций к коллекторам холодильника. Коллекторы левой стороны холодильной камеры имеют перегородки для разделения контуров воды дизеля и воды наддувочного воздуха. Средние коллекторы являются базовыми и жестко болтами крепятся к кронштейнам поперечных стенок холодильной камеры и к средним балкам боковых проемов. Верхние коллекторы крепятся с помощью упругих пластин, выполненных из стали 60Г, а нижние установлены на резиновых прокладках. Упругая установка коллекторов обеспечивает возможность теплового удлинения секций радиаторов. Перед установкой на тепловоз коллекторы испытывают давлением 0,8 МПа в течение 5 мин. Для предохранения от коррозии внутренние полости коллекторов покрывают слоем олифы. Вода подводится к верхним коллекторам и отводится от нижних. Через средние коллекторы вода свободно перетекает из охлаждающих секций верхнего яруса в секции нижнего яруса. Нижние коллекторы расположены ниже трубопровода воды, поэтому для полного слива воды из системы в нижней части входных патрубков коллекторов приварены штуцера.

Секции радиаторов. Секции радиаторов нижнего и верхнего ярусов одинаковы по конструкции и отличаются только длиной. Каждая секция (рис. 64) представляет собой набор из 68 плоских латунных трубок, концы которых вставлены в трубные коробки и припаяны к ним. Восемь крайних трубок 6 по бокам секций являются глухими, они короче остальных и своими концами упираются в усилительные доски, прикрепленные заклепками к трубной коробке. Применены глухие трубки для уменьшения напряжения в зоне пайки крайних рядов охлаждающих трубок и в самих трубках.

Рис.1.1.1. Холодильная камера:

1—привод боковых жалюзи, 2—привод верхних жалюзи; 3—окно; 4—жалюзи верхние; 5—колесо вентилятора; 6—подпятник вентиляторного колеса; 7—люк вентиляционный; 8—обтекатель; 9, 13, 16— коллекторы верхний, средний и нижний, 10—арка; //, 15—секции радиатора верхние и нижние; 12—жалюзи боковые верхние, 14—жалюзи боковые нижние, 17—стенка наклонная; 18—люк монтажный; 19—люк.

Упираясь в усилительные доски, глухие трубки передают часть напряжений на трубные коробки, уменьшая случаи повреждения трубок и течь секций. Снаружи трубки оребрены медными охлаждающими пластинами, которые значительно увеличивают поверхность, омываемую воздухом, а следовательно, и теплоотдачу от стенок трубок к воздуху. Охлаждающие пластины припаяны к трубкам на расстоянии 2, 3 мм друг от друга и расположены параллельно потоку охлаждающего воздуха. Для улучшения теплоотдачи на пластинах выдавлены небольшие бугорки, способствующие завихрению проходящего между ними воздуха. К буртам трубной коробки припаяны коллекторы / секции.

Рис. 1.1.2. Секция водовоздушного радиатора:

1—коллектор, 2—коробка трубная, 3—заклепка, 4—доска усилительная, 5—концевая пластина, б—трубка глухая, 7—трубка охлаждающая, 8—пруток, 9—пластина  охлаждающая, 10—щит боковой, 11—угольник, а—отверстие для прохода воды, б—отверстие для шпилек крепления  секции к коллектору холодильной  камеры

В процессе эксплуатации при загрязнении секций их наружные поверхности промывают горячей водой, а внутренние поверхности — раствором .(омыленный петролатум —35 кг и каустическая сода — 25 кг на 1 м3 воды) Температура раствора должна быть не ниже 90 °С Промывку производят прокачиванием раствора со стороны нижнего коллектора давлением не выше 0,4 МПа. Качество промывки проверяют на специальном стенде путем замера времени истечения воды через секции. Для секций длиной 1356 мм время истечения должно соответствовать:

Температура воды, °С....... 4 8 12 16 20 24

Время истечения не более, с..... 85 71 65 61 57 55

Для секций длиной 686 мм время истечения воды не должно превышать 45 с. Если секцию не удалось промыть этим способом, допускается при соблюдении техники безопасности очищать внутреннюю полость секции заполнением ее на 15—20 мин раствором ингибированной соляной кислоты (50% кислоты и 50% воды). После слива раствора для нейтрализации оставшейся кислоты секцию заполняют 2%-ным раствором кальцинированной соды, затем промывают теплой чистой водой и проверяют на истечение. После испытаний секцию продувают воздухом и просушивают.

Подпятник и вентиляторное колесо холодильной камеры. В верхней части холодильной камеры к фундаменту четырьмя болтами диаметром 16 мм крепится подпятник вентилятора. Подпятник конструктивно выполнен таким же, как и на тепловозах 2ТЭ10Л и 2ТЭ10В. В расточку корпуса подпятника установлен вал / вентиляторного колеса в сборе с подшипниками. Подшипники насажены на вал и внутренними кольцами опираются на буртик вала: верхний — непосредственно, а нижний — через распорную втулку. Прижаты кольца круглой гайкой, закрепленной стопорной шайбой. В корпусе подпятника подшипники находятся с зазором 0—0,075 мм. Наружное кольцо верхнего подшипник упирается в бурт корпуса подпятника и прижато к бурту крышкой, что исключает осевое перемещение вала вентилятора вместе с подшипниками относительно корпуса.

Верхний подшипник упорный и воспринимает осевые усилия от вентиляторного колеса, а нижний воспринимает усилия неуравновешенных масс вентилятора. На верхний хвостовик вала с конусностью 1:8

Рис 1.1.3. Подпятник вентилятора:

1—вал, 2—крышка верхняя, 3—масленка, 4— прокладка, 5, 8—подшипники, 6—корпус, 7— втулка, 9— шайба  стопорная, 10—гайка, 11 — крышка нижняя, 12— пробка, 13—манжета, 14 кольцо, 15—фланец.

посажено вентиляторное колесо со шпонкой и закреплено на валу корончатой гайкой.

На нижний хвостовик вала с конусностью 1:10 посажен фланец со шпонкой и закреплен корончатой гайкой.

Сверху подпятник закрыт крышкой с войлочным уплотнением. В крышке имеется масленка для добавления смазки во время эксплуатации. В нижней крышке установлена манжета и уплотнительное кольцо. Для промывки предусмотрено отверстие, закрытое пробкой.

К барабану вентиляторного колеса холодильной камеры по наружному диаметру приварено восемь лопастей. Обод барабана изготовлен из листовой стали и сваркой соединен со втулкой через два несущие диска. Между ободом и втулкой расположено восемь ребер жесткости, выполненных из листовой стали. Сверху приварен штампованный из листовой стали обтекатель. Лопасти вентилятора имеют воротник жесткости. Воротник жесткости выполнен литым и имеет штыреобразный выступ, на который насажена и приварена труба. Лопасть надета на воротник, приварена к нему, а к трубе прикреплена заклепками. Собранная лопасть по периметру воротника приварена к ободу барабана под углом 31 °48'. На диаметре 1550 мм контролируют угол 23 °±1 °. Угол закрутки профиля лопасти должен быть равномерным по всей длине. Готовое вентиляторное колесо подвергается статической балансировке (допустимая неуравновешенность не более 2,7 Н • см). Неуравновешенность устраняют приваркой грузов на нижнем диске барабана. Отбалансированное вентиляторное колесо испытывают на разнос в течение 10 мин при 1400—1600 об/мин, после чего проверяют состояние сварных швов.

Боковые жалюзи и их привод. Боковые жалюзи служат составной частью холодильной камеры для регулирования температур охлаждающих систем дизеля путем изменения количества воздуха, прогоняемого вентилятором через холодильник, за счет степени открывания жалюзи.

Рис1.1.4. колесо вентилятора холодильника

1.- лопасть; 2- заклепка, 3- труба; 4- воротник жесткости; 5- ребро; 6 – барабан; 7 – груз балансировочный; 8 – обтекатель.

Боковые жалюзи верхние и нижние, аналогичные по конструкции (отличаются только размерами по высоте); жалюзи правой и левой стороны имеют соответственно левый и правый привод. Рамки жалюзи к боковым стенкам холодильной камеры прикреплены болтами. Установка и привод каждого из четырех блоков боковых жалюзи включает следующие узлы: рамку в сборе со створками жалюзи, валом, тягами и рычагами; кронштейн с рычагом для ручного привода жалюзи; цилиндр пневматический для дистанционного управления жалюзи.

Рис 1.1.5. Боковые жалюзи с приводом:

1—нижние жалюзи, 2—верхние  жалюзи, 3—вал, 4—уголок, 5, 9, 13—рычаги, 6, 12—кронштейны, 7, 10—тяги, 8—цилиндр  пневматический, 11—шток, 14—неподвижная планка, 15—подвижная планка, 16—поводок, 17—створка жалюзи, 18—винт, 19—проволока, 20—ось поводка, 21—ось створки, 22—втулка, 23—болт, 24—рамка.

Цилиндры пневматические и кронштейны расположены на передней стенке холодильной камеры. При дистанционном управлении жалюзи боковые верхние (или нижние) должны открываться (или закрываться) одновременно с обеих сторон холодильной камеры, поэтому

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис 1.1.6. Верхние жалюзи с

приводом

1. рамка, 2—ограждение 3—цилиндр пневматический 4—кронштейн для ручного привода 5— тяга 6 —чехол 7—кронштейн, 8—рычаг крон штейна.

пневмоцилиндры воздухопроводами соединены между собой попарно. Рамка жалюзи изготовлена из стального уголка с толщиной стенок 4 мм, а створки жалюзи — из стального листа толщиной 2 мм с поперечным профилем, обеспечивающим плотное прилегание друг к другу при закрывании жалюзи. По продольной оси на концах створки приварены две оси , на которых поворачивается створка при работе. Кроме того, к створке двумя винтами прикреплен поводок с приваренной осью. На оси поводков установлена подвижная планка, которая для фиксации положения стопорится проволокой по проточкам в осях поводков. К подвижной планке приварен уголок для соединения через тягу с приводным валом. Оси створок и поводков вставлены в металлокерамические втулки для уменьшения износа. Вал вращается в кронштейнах, приваренных к рамке. При сборке все шарнирные соединения смазывают смазкой ЖРО.