Шлифования шеек коленчатого вала и
Расчет штучного времени
Цель работы:изучение характерных дефектов коленчатых валов двигателей транспортных средств, причин их возникновения и способов устранения.
Задачи работы:
1. закрепление знаний по основным техническим данным коленчатых валов;
2. изучение технических условий на ремонт коленчатых валов;
3. изучение технических требований к коленчатым валам поступающим на сборку;
4. получение практических навыков контроля коленчатого вала;
5. расчет режима шлифования шеек коленчатого вала и штучного времени.
Общие сведения по контролю коленчатых валов
Транспортных средств
Коленчатый вал при работе двигателя испытывает значительные динамические нагрузки различного характера. В процессе изготовления и ремонта в материале вала возникают остаточные внутренние напряжения. Вал имеет сложную конфигурацию и относительно малую жесткость. Вследствие этого картина износа вала довольно сложная.
Износ коленчатых валов сильно влияет на износ других деталей двигателя. Увеличение зазора между шейками коленчатого вала и подшипниками определяется, главным образом, износом шеек вала, так как они изнашиваются почти в два раза быстрее, чем сопряженные с ними подшипники. Увеличение зазора в подшипниках приводит к снижению давления масла, увеличению ударных нагрузок, вызывает усталостные изломы коленчатых валов.
Характер износов коленчатого вала зависит в значительной степени от конструкций двигателя, конструкции и схемы нагружения вала, конструкции системы и условий смазки подшипников вала.
Коренные и шатунные шейки изнашиваются неравномерно как по сечению, так и по длине. Какой-либо общей закономерности в износе коренных шеек не обнаружено. У шатунных шеек наиболее изношенная сторона обращена внутрь колена. Основные дефекты изношенных шеек вала: задиры, уменьшение диаметра, конусность, овальность, удлинение шейки.
Эти дефекты устраняются шлифованием под ремонтный размер, наплавкой под флюсом или железнением. Для валов, изготавливаемых из высокопрочного чугуна, разработаны специальные технологические процессы наплавки.
При ремонте вала сначала правят центровые фаски, расположенные в отверстиях под храповик и под шариковый подшипник. При этом за базы принимаются шейка под шкив или шестерню и цилиндрическая поверхность фланца.
При шлифовании коренных шеек вал базируется по исправленным центровым фаскам. При шлифовании шатунных шеек вал базируют в центросместителях по коренным шейкам и шпоночной канавке на шейке под шестерню.
Шлифование проводится на специальных шлифовальных станках, снабженных центросместителями для шлифования шатунных шеек и приспособления для уравновешивания смещенного (при шлифовке шатунных шеек) коленчатого вала.
Шлифование коренных шеек не отличается от шлифования обычных цилиндрических деталей. Предварительное шлифование ведется при скорости резания 15 м/мин., окончательное - при 8 м/мин. Окончательно шейки шлифуют за три прохода: два с подачей круга, и один без подачи.
Шатунные шейки устанавливают в цетросместителях одним из двух из двух способов:
с сохранением радиуса кривошипа коленчатого вала;
с сохранением материала шейки.
В связи с односторонним износом шатунных шеек при установке вала по первому способу с шейки снимается много металла, в связи с чем диаметр ее резко уменьшается. Максимально возможный диаметр после шлифования с сохранением радиуса кривошипа составит:
dm=d-a, (7.1)
где d — величина наименьшего диаметра из числа всех шатунных шеек коленчатого вала;
а — величина износа шатунной шейки.
При шлифовании шатунных шеек по второму способу вал устанавливают так, чтобы линия центров станка делила наименьший диаметр шейки d пополам. При этом максимально возможные после шлифования диаметры шеек будут:
dm=d. (7.2)
При таком способе установке вала диаметры шатунных шеек после шлифования будут на величину неравномерного износа а больше, чем при установке вала по первому способу.
В этом случае радиус кривошипа (Яш) станет больше на величину, равную половине величины неравномерности износа, т. е.
(7.3)
где R — радиус кривошипа до шлифования шатунных шеек;
а — величина износа шатунной шейки.
Коленчатые валы дизельных двигателей устанавливают при шлифовании по первому способу, т. е. с сохранением радиуса кривошипа, так как при небольшом расстоянии от днища поршня до клапанов в верхней мертвой точке увеличение радиуса кривошипа приводит к авариям. Для более точного сохранения радиуса кривошипа рекомендуется настройку центросместителя производить по новому коленчатому валу.
Коленчатые валы карбюраторных двигателей устанавливают по второму способу и шлифование ведется с сохранением материала шатунной шейки. При этом установку вала с помощью центросместителей производят так, чтобы отклонения индикатора в плоскости колена вала и в перпендикулярной плоскости были попарно одинаковыми.
Режим шлифование шатунных шеек отличается от шлифования коренных тем, что число оборотов вала подбирают в зависимости от его длины и веса. Для этого установленный в цетросместителях вал вращают, постепенно увеличивая число оборотов.
Число оборотов, при котором показания индикатора подведенного к одной из средних шатунных шеек не превышает допуска на обработку (0,01 - 0,02 мм) шатунных шеек вала, считается оптимальным.
Шейки вала при шлифовании охлаждают эмульсией.
После шлифовки коренные и шатунные шейки обычно полируют или подвергают другим финишным операциям.
Отверстие во фланце вала под шарикоподшипник может восстанавливаться, наряду с постановкой втулки и наплавкой в среде углекислого газа.
Значительное влияние на работоспособность двигателя оказывают деформации вала (изгиб и скручивание) и изменение радиуса кривошипа.
Радиус кривошипа вала изменяется в результате нарушения технологии восстановления вала (в основном, при правке и механической обработке), когда станочники, стремясь уменьшить объём механической обработки, искусственно смещают ось шатунной шейки.
Это же может служить причиной неисправленной скрученности вала.
К отремонтированным коленчатым валам предъявляются следующие требования:
·шатунные и коренные шейки вала должны иметь шероховатость и искажения геометрической формы не более значений указанных на рабочих чертежах;
·шейки коленчатых валов должны быть прошлифованы под один размер;
·радиусы галтелей должны быть в пределах 2-3 мм;
·кромки масляных каналов должны быть затуплены, каналы должны быть чистыми;
·противовесы не должны обезличиваться;
·разница в величине радиуса кривошипа не должна превышать 0,5 мм, увеличение радиуса кривошипа для дизельных двигателей не допускается.
Технические требования к коленчатым валам
Поступающих на сборку
У коленчатых валов, поступающих на сборку, масляные каналы и полости должны быть тщательно очищены от шлака. Шатунные и коренные шейки должны быть номинального или одного из ремонтных размеров, указанных в табл. П 7.1. Для одноименных шеек разные ремонтные размеры не допускаются. Шероховатость поверхности коренных и шатунных шеек должна соответствовать Rz=l,6, а овальность и конусность шеек не должна превышать 0,01 мм. Размеры галтелей коренных и шатунных шеек должны быть в пределах 1,0 - 3,0 мм.
Таблица П 7.1 - Номинальный и ремонтные размеры коренных и шатунных шеек коленчатого вала.
Длина передней коренной шейки не должна превышать 31,62 мм, а шатунных шеек 58,32. При установке вала на крайних коренных шейках биение средних шеек не должно превышать 0,05 мм. Не параллельность осей шатунных шеек относительно коренных не должна превышать 0,01 мм на длине каждой шатунной шейки. Размеры отверстий во фланце коленчатого вала под болты крепления маховика не должны превышать 14,56 мм. Биение торца фланца коленчатого вала не должно превышать 0,05 мм.
Таблица 7.2 - Длина передней коренной шейки коленчатого вала и ремонтные размеры задней шайбы упорного подшипника
| Длина передней шейки, мм | Толщина задней шайбы, мм |
| 31,00-31,17 | 2,5-2,4 |
| 31,17-31,32 | 2,6-2,5 |
| 31,32-31,47 | 2,7-2,6 |
| 31,47-31,62 | 2,8-2,7 |
Таблица 7.3 - Ремонтные и допустимые без ремонта размеры отверстий во фланце коленчатого вала под болты крепления маховика.
| Наименование размера | Размеры, мм | |
| Ремонтный | Допустимый без ремонта | |
| Номинальный | 24+0,035 | 14,06 |
| 1 -й ремонтный | 14,25+ид35 | 14,31 |
| 2-й ремонтный | 14,5+ид35 | 14,56 |