Результаты дефектации коленчатого вала двигателя

РЕМОНТ КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ

Цель работы.

Изучить дефекты коленчатых валов и причины, их вызывающие, технологические процессы ремонта коленчатых валов; ознакомиться с оборудованием для шлифования коленча­тых валов; приобрести практические навыки по шлифовке шеек коленчатых валов.

Задание.

Изучить технику безопасности при выполнении дан­ной работы; осмотреть коленчатый вал; измерить коренные и ша­тунные шейки; определить ремонтные размеры для коренных и шатунных шеек; составить схему технологического процесса ре­монта вала; установить коленчатый вал на станок; прошлифовать коренные и шатунные шейки.

Оборудование и материалы.

Круглошлифовальный станок моде­ли ЗА423; приспособление правки круга; люнеты; приспособле­ние для полирования шеек коленчатого вала; приспособление для предварительной установки коленчатого вала; штангенрейс-мус; стойка с индикаторной головкой часового типа; микрометр МК75...100; набор щупов № 3.

Общие сведения. Коленчатые валы дизельных и карбюраторных двигателей работают в сложных условиях. Опыт эксплуатации по­казал, что коленчатые валы имеют следующие неисправности: из­нос и задиры шатунных и коренных шеек; прогиб вала; трещины на шейках вала; износ шеек под распределительную шестерню и стенок шпоночных канавок; износ упорного установочного бурти­ка шейки; радиальное и торцевое биение фланца маховика; грязе­вые отложения в полостях шатунных шеек. Коленчатые валы, имеющие трещины на галтелях, трещины длиной более 5 мм на шейках, расположенные под углом 34° к их оси, более 3 трещин длиной свыше 5 мм или более 10 трещин длиной менее 5 мм на одной щеке, ремонту не подлежат.

Механические повреждения устраняют заваркой. Геометричес­кие размеры шеек исправляют в процессе их шлифования на ре­монтный размер подшипников. Известно, что 40 % капитально отремонтированных двигателей поступают в очередной ремонт из-за выхода из строя соединения шейка — вкладыш. К основным причинам снижения долговечности этого соединения и двигателя в целом относятся загрязненность поступающих на сборку двигателя деталей,

шероховатость поверхностей трущейся пары, а так­же отклонения от взаимного расположения соединяемых поверх­ностей деталей кривошипно-шатунного механизма.

Шейки валов большинства двигателей в поперечном сечении изнашиваются неравномерно. У всех рядных двигателей шатун­ные шейки максимально изнашиваются со стороны, обращенной к оси коленчатого вала. Эти износы образуются под действием инерционных сил деталей кривошипно-шатунного механизма. Установлено, что инерционные силы изнашивают шатунные шей­ки в среднем на 75 % и только 25 % приходятся на долю сил давле­ния газов.

Максимальный износ коренных шеек зависит от расположения противовесов коленчатого вала. У двигателя ЗИЛ-508.10 коренная шейка максимально изнашивается со стороны противовеса. Тре­тья шейка, около которой противовесов нет, по отношению к ос­тальным шейкам изнашивается равномернее.

У дизелей СМД-62 шейки максимально изнашиваются со сто­роны, противоположной стороне с противовесами. Отмеченная связь указывает на зависимость износа от массы противовесов, из­менив которую при динамической балансировке, можно добиться более равномерного износа шеек и тем самым увеличить долго­вечность коленчатого вала и двигателя в целом.

Соотношение износа коренных и шатунных шеек коленчатого вала и двигателя зависит от нагрузки. У рядных двигателей с ко­ленчатыми валами без центробежных ловушек, как правило, на­грузки на шатунные шейки больше, чем на коренные, и поэтому износ последних меньше на 40...50 %.

У V-образных двигателей большие нагрузки приходятся на ко­ренные шейки, в результате чего их износ в 1,5...2 раза больше, чем шатунных. Меньший износ шатунных шеек в этом случае объясняется лучшей очисткой масла, которое, поступая из полос­тей ловушек к шатунным подшипникам вала, предохраняет их по­верхности от износа.

Технологический процесс ремонта коленчатого вала зависит от конструктивных особенностей и имеющихся дефектов.

Многие коленчатые валы поступают в ремонт при незначи­тельных износах шеек. Обычно шейки шлифуют под один ремон­тный размер, но в случае необходимости шатунные и коренные шейки могут быть отшлифованы под разные ремонтные размеры. При обработке шеек одновременно шлифуют и галтели, а также заплечики, удерживающие коленчатый вал от осевых перемеще­ний. Шлифуют валы на круглошлифовальных станках типа ЗА423.

Коленчатые валы дизелей ЯМЗ и СМД-62 рекомендуют обра­батывать на круглошлифовальных полуавтоматах типа ХШ2-12 (для коренных шеек) и ХШ2-01 (шатунных шеек).

Выходы фасок масляных каналов шатунных и коренных шеек скругляют пневматической шлифовальной машиной типа ИП-100, а затем полируют при помощи специальной коничес­кой оправки.

Для получения шероховатости шейки в пределах R_a = = 0,16...0,32 мкм операцию выполняют на установке ОР-26320, где каждую шейку отдельно полируют абразивной или алмазной лен­той вместе с галтелями.

Большое значение также имеет качество рабочих поверхнос­тей. При шлифовании шеек вала на поверхностях, контактирую­щих со шлифовальным кругом, получаются прижоги, возникают пятна пониженной твердости, трещины. В пределах гребней ше­роховатости поверхностей появляется аморфная структура, по­нижается микротвердость рабочих поверхностей, снижается их несущая способность. Для устранения данного недостатка в тех­нологический процесс введены операции суперфинишной обра­ботки шатунных и коренных шеек коленчатого вала. Суперфи­нишную обработку коренных и шатунных шеек (с галтелями) проводят на полуавтомате 3875 для суперфиниширования либо на станке СШ 301.

Взаимное расположение шеек, а также радиус кривошипа определяют контрольными приспособлениями 70-8735-1021 и 70-8735-1028, шероховатость поверхностей шеек — профилометром модели 286.

Радиус галтелей для коленчатых валов дизелей находится в пре­делах 4...6 мм, а карбюраторных— 3...5 мм.

Непараллельность осей шатунных шеек относительно оси вала на длине 100 мм не должна превышать 0,02 мм. Любые отклонения от цилиндрической формы шейки допускаются не более 0,015 мм. Твердость шеек должна быть не ниже HRC₃ 48.

Для шлифования коренных шеек на планшайбе передней баб­ки устанавливают поводок, а заднюю бабку крепят на столе станка в положение, соответствующее длине коленчатого вала. Шлифо­вание начинают с наиболее изношенной шейки. Если износ их примерно одинаков, обработку ведут в следующем порядке: 3, 2, 1, 4 и 5. Чтобы избежать овальности шеек, пользуются люнетом, устанавливая его против каждой шлифуемой шейки. Сняв овал с первого участка вала, шлифовальный круг отводят от шейки на 1...2 мм и перемещают стол влево на ширину круга так, чтобы он перекрывал ранее прошлифованный участок на 1...2 мм. Глубина снятия металла со второго участка шейки должна быть такой же, как первой. Устанавливать ее надо по нониусу на лимбе махович­ка поперечной подачи шлифовальной бабки. Например, после об­работки первого участка шейки круг был отведен маховичком на три полных оборота и 40 делений, круг надо подать на такое жезначение.

После того как прошлифован первый слой, измеряют шейки микрометром и, если требуется, продолжают шлифовку до получения необходимого размера.

Шатунные, так же как и коренные, шейки, можно шлифовать как при помощи продольной, так и поперечной подач.

Способ поперечной подачи более производителен, однако он требует, чтобы ширина круга точно соответствовала длине шлифу­емой шейки. При этом способе погрешности формы имеют боль­шие числовые значения, что требует более частой правки круга. Кроме того, применение радиальной подачи часто ограничивается недостаточной жесткостью шлифуемого вала.

Поперечная подача при черновом шлифовании составляет 0,02...0,03 мм, а при чистовом — 0,003...0,006 мм. Правку круга проводят после шлифования 1...2 валов.

После окончания шлифования коренных шеек вала станок пе­реналаживают для шлифования шатунных шеек. Для этого на планшайбы станка устанавливают в верхнем положении кулачко­вые патроны или призматические зажимы с ползунами и противо­весами. При этом стрелки указателей размера радиуса кривошипа должны совпадать с высотой на масштабной линейке. Это поло­жение патронов или призматических зажимов фиксируют стопо­рами. После этого коленчатый вал укладывают в кулачковые пат­роны или призматические зажимы станка. Слегка закрепив вал, устанавливают его шатунные шейки в вертикальной плоскости при помощи шаблона. Этим же шаблоном определяют скручива­ние шатунных шеек, ставя его сначала под первую, а затем под четвертую шейку. Прижимают шаблон упором в переднюю кром­ку стола станка и опускают его рычаг. Призма шаблона поднимет­ся вверх, прижмется к первой шейке вала обеими губками. Если шейка расположена не вертикально и только одна губка шаблона касается ее, то легкими толчками руки вал поворачивают так, что­бы зазора между губками и шейкой не было.

Чтобы выявить скручивание, шаблон переводят к четвертой шатунной шейке и проверку повторяют. После этого вал устанав­ливают в горизонтальной плоскости и проверяют высоту располо­жения первой и пятой коренных шеек от плоскости стола станка; определяют радиус кривошипа.

При правильной установке коленчатого вала на радиус криво­шипа ножка штангенрейсмуса будет касаться поверхностей двух крайних коренных шеек. Для более быстрой установки коленчато­го вала в горизонтальной плоскости следует применять жесткие и универсальные с передвижной призмой шаблоны. У жесткого шаб­лона высота Нравна высоте центров станка. Призму универсально­го шаблона надо предварительно установить на соответствующей высоте Н стойки для определенного коленчатого вала. У правильно установленного вала губки призмы должны касаться шейки вала. При необходимости проводят регулировку положения вала.

Закончив установку, надо осторожно и окончательно зажать вал в кулачковых патронах или в зажимных призмах станка. Далее следует тщательно отбалансировать систему вал—планшайбы по­становкой дополнительных грузов (противовесов) или путем их радиального перемещения. Для свободного вращения балансируе­мой системы фиксаторы передней и задней планшайб отводят в крайнее положение. Балансировку считают законченной, если си­стема вал—планшайбы останавливается в любом положении ок­ружности вращения.

После балансировки устанавливают люнет и шлифовальный круг против обрабатываемой шейки, подсчитывают число делений нониуса на лимбе поперечной подачи шлифовального круга, т. е. значение, на которое необходимо подать круг, чтобы произошел съем металла до получения необходимого размера.

После этого шлифовальный круг надо подать на несколько де­лений лимба и провести шлифование. Затем вновь подают шли­фовальный круг на несколько делений и проводят шлифование. Так повторяют до тех пор, пока диск лимба не будет повернут на расчетное число делений (по отношению к риске, отмеченной при касании круга). В процессе шлифования следует периодически измерять обрабатываемую шейку. Для этого круг отводят в край­нее положение и выключают двигатели.

Чтобы предотвратить овальность шеек вала при шлифовании, последний слой металла снимают не за счет поперечной подачи круга, а за счет нажима на рычаги упоров люнета.

Закончив шлифование шеек, находящихся на одной оси вра­щения, вал с планшайбами поворачивают, чтобы кулачковые пат-

роны или призматические зажимы находились в верхнем положе­нии. Далее стопорят планшайбы, ослабляют крепление вала, по­ворачивают его на соответствующий угол расположения шатун­ных шеек и опять надежно закрепляют его на станке. Отводят фиксаторы, устанавливают люнет, включают привод передней бабки шлифовального круга, наносят охлаждающую жидкость и приступают к обработке очередных шеек вала.

Шейки коленчатых валов шлифуют кругами на керамической связке с зернистостью 40...60 и твердостью СМ1-СМ2. В качестве охлаждающей жидкости применяют 3.. .4% -й водный раствор эмульсионного масла.

После ремонта коленчатого вала проверяют радиус кривошипа, установив вал на плиту с призмами или в центр. При этом радиус кривошипа

r = ( ai - a ₂ )/2,

где а_{ и а₂ — расстояние от основания штангенрейсмуса до шатунной шейки, на­ходящейся соответственно в верхнем и нижнем положениях, мм.

Результаты измерения отремонтированного коленчатого вала заносят в протокол.

Дефекты шлифования и их причины:

конус на отшлифованной шейке вала. Неправильно установле­на верхняя часть стола станка или неправильная правка круга;

эллипс шейки. Проверить затяжку болтов ползунов, установку патронов и грузов, точность балансировки;

грани на обрабатываемых шейках. Не отбалансирован шлифо­вальный круг или слабо закреплены передняя и задняя бабки;

граненость поверхности на заплечиках шейки. Плохо заправле­ны торцы шлифовального круга или шпиндель шлифовальной бабки имеет большой осевой люфт.

 

Порядок выполнения работы. 1. Устанавливают коленчатый вал на призмах и проводят внешний осмотр.

2. Измеряют радиус кривошипа при помощи штангенрейсмуса.

3. Измеряют изгиб вала.

4. Измеряют коренные и шатунные шейки коленчатого вала.

5. Устанавливают коленчатый вал на станке и шлифуют корен­ные шейки.

6. Проводят контрольный осмотр и замеряют коренные шейки.

 

7. Проводят переналадку станка для шлифования шатунных шеек.

8. Шлифуют шатунные шейки вала.

9. Проводят контрольный осмотр и замеряют шатунные шейки.

10. Полируют коренные и шатунные шейки коленчатого вала.

11. Проводят контрольный осмотр и снимают коленчатый вал.

 

Отчет о работе. Он должен содержать.

1. Название, цель лабораторной работы и применяемое обору­дование.

2. Перечень и результаты выполненных измерений шатунных и коренных шеек (результаты дефектации заносят в таблицу).

Результаты дефектации коленчатого вала двигателя

 

№ шейки	Диаметр шейки, мм	Овальность, мм	Размер, мм
			наименьший       принятый ремонтный

1

2

3

3. Маршрутную карту ремонта коленчатого вала оформляют в виде таблицы.

 

№пп	Наименование операции	Оборудование и приспособления	Режим обработки	Инструмент	Материал

4. Режимы шлифования коренных и шатунных шеек.

5. Перечень и результаты выполненных измерений отремонти­рованного коленчатого вала (результаты измерений заносят в таб­лицу).

 

№ шейки	Диаметр шейки, мм	Конусность, мм	Овальность, мм	III ероховатость поверхности

6. Результаты измерений радиуса кривошипа отремонтирован­ного вала.

7. Схему станка, приспособления или отдельного агрегата стан­ка, применяемого при ремонте коленчатого вала.

Контрольные вопросы и задания

1. Назовите методы и последовательность ремонта коленчатых валов.

2. Ка­кие операции выполняют на станке модели ЗА423?

3. Как правят шлифовальный круг (оборудование, инструмент)?

4. Как проверяют радиус кривошипа?

5. Как проверяют изгиб коленчатого вала?

6. Какие окончательные операции проводят на шейках коленчатого вала после шлифования?

7. Как проверяют радиус галте­лей у шеек и от чего зависит их значение?

 8. Как проверяют чистоту обработки шеек коленчатого вала?

9. Как настраивают станок для шлифования шатунных шеек?

 

---

Дата добавления: 2020-11-15; просмотров: 143; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!