Технологическая карта на дефектацию коленчатого вала

Лабораторная работа №6

Тема: Дефектация коленчатого вала
Цель работы: 1.Изучить конструктивно-технологическую характеристику коленчатого вала разных марок ДВС, возможные дефекты и способы их выявления.
2. Научиться пользоваться руководством по ремонту автомобилей.

3. Получить практические навыки по определению дефектов и пользование измерительными приборами.

4. Научиться заполнять технологические карты на дефектацию деталей.

	Деталь:
Материал: сталь 42ХМФА-Ш
Твердость шеек: HRC 60
№	Возможные дефекты	Способ установления дефекта и средства контроля	Размер, мм	Рекомендации по устранению дефекта
По рабочему чертежу	Допустимый без ремонта
	Обломы и трещины	Визуальный осмотр	-------	-------	Брак
	Изгиб вала	Стенд контроля прогиба	Биение средней коренной шейки не более 0,03 мм	0,05	Править
	Увеличение длины шатунных шеек	Калибр 67,5	+0,12 67	67,5	Годен
	Износ шатунных шеек	Скоба 79,98	-0,013 80	79,98	Шлифовать под ремонтный размер
	Износ коренных шеек	Скоба 94,98	-0,015 95	94,98	Шлифовать под ремонтный размер
	Износ шейки под передний противовес и шестерню привода масляного насоса	Скоба 127,07	+0,11 -0,08	------	------
	Износ отверстия под направля-ющий штифта	Пробка 11.99	+0,015 -0,034	11.99	Обработать под ремонтный размер
	Риски и задиры на опорной поверхности шейки под задний противовес и распределительную шестерню	Калибр 36,55	+0,05 36,2	36,55	Обработать до выведения следов износа. При сборке ставить упорные кольца рем. разм.
	Биение заднего торца коленчатого вала	Индикаторное приспособление	------	------	Шлифовать поверхность шейки до устранения биения
	Износ отверстия под подшипник первичного вала коробки передач	Пробка 52,01	+0,008 -0,23	52,01	Поставить втулку
	Износ или срыв резьбы до 2^Х ниток	Пробка 8221-3088 7Н ГОСТ 17758-72	М22х1,25 7Н	-------	Ремонтировать (калибровка)
	Износ передней корренной шейки по длинне	Шаблон 70-8152-10301	38-0,05	38,3	Ремонтировать (обработка до ремонтного размера) Браковать при размерах, выходящих за пределы четвертого ремонтного
	Износ шестерни под шестерню	Скоба 8111-03998 ГОСТ70.0001.024-8-	_+0,02 ⁴⁰+0,003	39,98	Браковать
	Износ шпоночной канавки под шпонку шестерни	Шаблон 70-8154-10302	5,985_-0,04	6,01	Браковать
	Износ шейки под ступицу шкива	Скоба 8111-03998 ГОСТ70.0001.024-80	_+0,003 ³⁸+0,02	37,98	Браковать
	Износ или срыв до 2^х ниток	Пробка 8221-3102 7Н ГОСТ 17758-72	М27х2-7Н	------	Ремонтировать (Калибровка)
	Износ шпоночной канавки под шпонку ступицы шкива коленчатого вала	Шаблон 70-8154-10303	8,006 7,984	8,03	Браковать
	Износ отверстий на фланце под болт крепления маховика	Побка 8133-01205 ГОСТ70.0001.024-80	12 Н8 (+0,027)	12,04	Ремонтировать (обработка подремонтный размер)
	Биение торца фланца коленчатого вала	Призма 1-2-1 ГОСТ5641-66 Индикатор ИЧ 05 кл.0 ГОСТ 577-68 Штатив ш-п Н-8 ГОСТ 1019-70	------	------	Ремонтировать(проточка до в=8,5 мм)При размере менее 8,5мм- браковать
	Уменьшение длинны вала от торца фланца до галтели шатунной шейки	шаблон	536±0,2	-------	Браковать

Вывод: В процессе лабораторной работы получил практические навыки по определению дефектов коленчатого вала. Научился пользоваться измерительными приборами и инструментами, узнал способы выявления дефектов. Так же установил, что коленчатый вал готов к эксплуатации
после его полного восстановления.

Контрольные вопросы

1. Способы восстановления коленчатых валов?

2. В каком положении следует хранить коленчатые валы?

3. По какой формуле рассчитывают ремонтные размеры?

4. Да какой твердости закаливают шейки вала?

5. Какой прогиб вала допустим?

6. Опишите технологию правки прогиба вала?

7. Каким образом производиться суперфиниширование шеек вала?

Дополнительный материал

Технологический процесс восстановления чугунного коленчатого вала

Двигателя ЗМЗ-53А.

Условия на ремонт чугунного коленчатого вала.

Шлифовка под ремонтные размеры.

Один из часто применяемых способов восстановления работоспособности коленчатых валов. Преимущества этого способа в его технологической простоте. Из оборудования требуется наличие кругло шлифовального станка и типовой оснастки к нему. Но у этого способа имеется и ряд недостатков. Потеря взаимозаменяемости деталей, потребность в деталях (вкладыши) с ремонтными размерами, наличие складских площадей под них.

Таблица3

Реферат

«Изготовление коленчатых валов»

Содержание.

1. Служебное назначение и требование к точности коленчатых валов. 2

2.Материал и способы получения заготовок для коленчатых валов. 4

3. Механическая обработка коленчатых валов . 7

4. Токарная обработка коренных шатунных шеек. 8

5. Обработка внутренних плоскостей и смазочных каналов. 14

6. Шлифование и отделка шеек коленчатых валов. 16

7. Балансировка коленчатых валов. 19

8. Обкатка крупных коленчатых валов. 20

Литература 24
1. Служебное назначение и требования к точности коленчатых валов.

Коленчатые валы (рисунок.1) различных двигателей по служебному назначению предназначены для преобразования поступательного движения штоков поршней во “вращательное”. По конструкции валы являются относительно не жесткой деталью, в тоже время испытывают большие переменные нагрузки и подвергаются под воздействием возникающих в работе сил кручению и изгибу.

В зависимости от назначения двигателя техническими условиями предусматривается точность диаметральных размеров коренных и шатунных шеек коленчатых валов в пределах 1-2-го классов с чистотой поверхности 8-10-го классов и выше. Допустимые отклонения на овальность и конусность, например, для автомобильных двигателей, лежат в пределах 0,010-0,005 мм, а не параллельность осей коренных и шатунных осей коренных и шатунных шеек – не более 0,01 на всей длине каждой шатунной шейки. Допуски на радиусы кривошипов составляют 0,05-0,15 мм. Чрезмерные отклонения радиусов кривошипов и угловых развала приводят к неравномерности степени сжатия в различных цилиндрах и к сдвигу фаз распределения, что отрицательно сказывается на работе двигателей.

Коленчатые валы, вращающиеся в подшипниках скольжения, обусловливают и повышенные требования к поверхности шеек в отношении их износостойкости и усталостной прочности. Поэтому поверхностная твердость коренных и шатунных шеек, полученных после термической обработки, Лежит в пределах HRC 52-62.Технические условия на коленчатые валы в зависимости от назначения Двигателя определяются ГОСТом. Коленчатый вал контролируют по 80-90 параметрам. Кроме размеров и формы, контролируют и относительное положение обрабатываемых поверхностей вала. К наиболее важным конролируемым параметрам относятся параллельность оси шеек, положение шатунных шеек по отношению к коренным (радиусы кривошипов), угловое положение шатунных шеек по отношению одна к другой, угловое положение шпоночной канавки по отношению к кривошипам, положение торца Фланца к оси коренных шеек.

Процесс контроля параметров коленчатого вала весьма трудоемкий и сложный. Поэтому для контроля большинства перечисленных параметров применяют специальные многомерные индикаторные, пневматические, “пневмоэлектрическим” и электронные мерительные устройства. Одно из таких индикаторных приспособлений предназначено для проверки биения торца фланца коренных шеек относительно коренных и положения шпоночной канавки.

Коренные шейки, которые в дальнейшем используют в качестве технологических баз для обработки шатунных шеек и других поверхностей, можно обрабатывать на обычных токарных станках, но, так как коленчатый вал является недостаточно жесткой деталью и при обработке имеет тенденцию изгибаться и скручиваться под действием сил резания, особенно при одностороннем приводе токарных станков, то для обработки коренных шеек многоколенных валов применяют специализированные станки, у которых для уменьшения изгибающего и скручивающего моментов предусмотрен центральный или двусторонний привод.

Обработку вала обычно начинают со средней коренной шейки и с плоскостей, прилегающих к ней щек. Для этой операции может быть применен полуавтомат мод. 1К857 с передней и задней ведущими бабками, который позволяет при необходимости производить настройку на обработку двух шатунных шеек и смежных с ними торцов щек. Вал устанавливают в центрах и крепят с двух сторон в гидравлических патронах с осевой фиксацией по переднему торцу. Обработку ведут широкими и фасонными резцами с переднего и заднего суппортов методом врезания (рисунок 4). Частота вращения шпинделя станка по мере приближения резцов к оси вращения меняется. За время каждого цикла автоматически меняется и подача суппортов, что имеет важное значение при изменении глубины резания из-за штамповочных уклонов. Так, при обработке быстрорежущими резцами коленчатого вала СМД-55, штамповочного из стали марки 45, станок настраивали на трехкратное изменение частоты вращения n₁=31_, n₂=48 и n₃=31 об/мин, что соответствует скоростям резания: v₁=17,5, v₂=19,4 и v₃=9,45 м/мин и соответственно трехкратному автоматическому изменению подачи суппортов: s₁=1,2, s₂=0,8 и s₃=0,15 мм/об.

Для обработки всех коренных шеек, а также фланца и ступенчатого хвостовика коленчатого вала применяется токарный полуавтомат мод. 1840 с центральным приводом. Вал устанавливают в центрах с осевой фиксацией по торцу (рисунок 5) и обтачивают методом врезания с передних и задних суппортов. Станок также позволяет в процессе обработки автоматически менять режимы резания для поддержания оптимальных условий.

Не менее трудоемкой и сложной операцией является обтачивание шатунных шеек, которые должны быть с определенной точностью ориентированны по отношению к коренным шейкам. В качестве технологических баз для этой операции выбирают поверхности уже обработанных коренных шеек и базовые площадки на крайних щеках коленчатого вала, с помощью которых определяется его угловое положение. Шатунные шейки можно обтачивать попарно (по две шейки, лежащие на одной оси вращения) или одновременно все. На этой же операции подрезают плоскости, прилегающие к шейкам щек. В первом случае можно использовать ранее описанные станки с двухсторонним приводом, однако при этом применяют специальное приспособление, позволяющее совместить оси обрабатываемых шатунных шеек с осью вращения шпинделя, причем ось коренных шеек при установке вала в это приспособление смещается по отношению к оси вращения вала на радиус кривошипа.

Для одновременного обтачивания всех шатунных шеек используют станки специализированного назначения, у которых количество рабочих суппортов соответствует количеству обрабатываемых шатунных шеек. При этом вал вращается вокруг оси коренных шеек, а суппорты, кинематически связанные с копировальными коленчатыми валами, синхронно вращающимися с обрабатываемым валом, перемещаются вместе с шатунными шейками.

Наиболее производительным способом одновременного обтачивания шатунных шеек многоколенчатых валов является обработка их на двухпозиционном полуавтомате мод. 1Б841(рисунок 5). Коленчатый вал на станке базируется по двум крайним коренным шейкам, торцу и базовым площадкам на щеках и поддерживается люнетом под средние коренные шейки. Закрепляется вал от гидравлического устройства. На этом станке можно обрабатывать валы при различном сочетании операций;

1) подрезание торцов щек и обтачивание шатунных шеек на обеих позициях одновременно (в этом случае станок работает как двух поточный);

2) подрезание щек на одной позиции станка, а обтачивание шатунных шеек – на другой (в этом случае обработка ведется последовательно с «перекладкой> вала с одной позиции на другую).

Однако такие двухпозиционные станки имеют существенные недостатки. Обработку них производят быстрорежущими резцами, так как применение оснащенного твердым сплавом инструмента не позволяет эффективно использовать его режущие свойства вследствие значительных сил инерции, которые возникают у суппортов при высокой частоте вращения обрабатываемых валов. Много времени уходит на смену затупившегося инструмента (до 40-80 мин), особенно когда в наладке для обработки одного вала принимает участие большое количество резцов (до24). Затруднительна и переналадка станка на обработку вала другого типа. По всей вероятности это послужило причиной создания высокопроизводительной автоматической линии для обработки шатунных шеек коленчатого вала, которая состоит из четырех станков, на каждом из которых обтачивается одна определенная шейка (фирма Wickes Taсhine Tool, США).

Вал на станках линии базируется коренными шейками и торцовыми поверхностями. В угловом положении вал ориентируется по одной из шатунных шеек. Станки имеют по два приводных шпинделя, между которыми устанавливается обрабатываемый вал. Шатунная шейка обрабатывается одновременно двумя резцами, установленными в двух суппортах. На одном суппорте установлен резец для подрезки торцов шеек двумя круглыми пластинками и обтачивания средней части шейки одной широкой твердосплавной пластиной. На другом суппорте установлен резец с двумя твердосплавными пластинками для обтачивания крайних частей шейки. На смену резцов затрачивается около 5 мин. Станки позволяют бес ступенчато изменять частоту вращения шпинделя и подачу суппортов. Линия сравнительно легко переналаживается на обработку валов других типов.

На некоторых зарубежных автомобильных и тракторных заводах в последнее время цилиндрические поверхности шатунных шеек (а иногда и в коренных ), а также плоскости прилегающих шеек стали обрабатывать фрезерованием.

Австрийская фирма GFM выпускает станки различных видов для черновой обработки шеек и чистовой обработки щек коленчатых валов с радиусами кривошипов от 60 до 280 мм фрезами большого диаметра (450-110мм) со вставными, тангенциально расположенными твердосплавными ножами. Существенным недостатком является сложность инструмента и его заточки. Кроме того, прерывистое резание не обеспечивает требуемую шероховатость поверхности при достаточно высокой производительности. Увеличение же шероховатости при фрезеровании вынуждает увеличивать припуск на шлифование, что может оказаться менее экономичным.

Литература.

1.Б.Л.Беспалов Технология машиностроения. М. Машиностроение 1973год 447стр.

Лабораторная работа №6

3. Получить практические навыки по определению дефектов и пользование измерительными приборами.

4. Научиться заполнять технологические карты на дефектацию деталей.

Технологическая карта на дефектацию коленчатого вала

	Деталь:
Материал: сталь 42ХМФА-Ш
Твердость шеек: HRC 60
№	Возможные дефекты	Способ установления дефекта и средства контроля	Размер, мм	Рекомендации по устранению дефекта
По рабочему чертежу	Допустимый без ремонта
	Обломы и трещины	Визуальный осмотр	-------	-------	Брак
	Изгиб вала	Стенд контроля прогиба	Биение средней коренной шейки не более 0,03 мм	0,05	Править
	Увеличение длины шатунных шеек	Калибр 67,5	+0,12 67	67,5	Годен
	Износ шатунных шеек	Скоба 79,98	-0,013 80	79,98	Шлифовать под ремонтный размер
	Износ коренных шеек	Скоба 94,98	-0,015 95	94,98	Шлифовать под ремонтный размер
	Износ шейки под передний противовес и шестерню привода масляного насоса	Скоба 127,07	+0,11 -0,08	------	------
	Износ отверстия под направля-ющий штифта	Пробка 11.99	+0,015 -0,034	11.99	Обработать под ремонтный размер
	Риски и задиры на опорной поверхности шейки под задний противовес и распределительную шестерню	Калибр 36,55	+0,05 36,2	36,55	Обработать до выведения следов износа. При сборке ставить упорные кольца рем. разм.
	Биение заднего торца коленчатого вала	Индикаторное приспособление	------	------	Шлифовать поверхность шейки до устранения биения
	Износ отверстия под подшипник первичного вала коробки передач	Пробка 52,01	+0,008 -0,23	52,01	Поставить втулку
	Износ или срыв резьбы до 2^Х ниток	Пробка 8221-3088 7Н ГОСТ 17758-72	М22х1,25 7Н	-------	Ремонтировать (калибровка)
	Износ передней корренной шейки по длинне	Шаблон 70-8152-10301	38-0,05	38,3	Ремонтировать (обработка до ремонтного размера) Браковать при размерах, выходящих за пределы четвертого ремонтного
	Износ шестерни под шестерню	Скоба 8111-03998 ГОСТ70.0001.024-8-	_+0,02 ⁴⁰+0,003	39,98	Браковать
	Износ шпоночной канавки под шпонку шестерни	Шаблон 70-8154-10302	5,985_-0,04	6,01	Браковать
	Износ шейки под ступицу шкива	Скоба 8111-03998 ГОСТ70.0001.024-80	_+0,003 ³⁸+0,02	37,98	Браковать
	Износ или срыв до 2^х ниток	Пробка 8221-3102 7Н ГОСТ 17758-72	М27х2-7Н	------	Ремонтировать (Калибровка)
	Износ шпоночной канавки под шпонку ступицы шкива коленчатого вала	Шаблон 70-8154-10303	8,006 7,984	8,03	Браковать
	Износ отверстий на фланце под болт крепления маховика	Побка 8133-01205 ГОСТ70.0001.024-80	12 Н8 (+0,027)	12,04	Ремонтировать (обработка подремонтный размер)
	Биение торца фланца коленчатого вала	Призма 1-2-1 ГОСТ5641-66 Индикатор ИЧ 05 кл.0 ГОСТ 577-68 Штатив ш-п Н-8 ГОСТ 1019-70	------	------	Ремонтировать(проточка до в=8,5 мм)При размере менее 8,5мм- браковать
	Уменьшение длинны вала от торца фланца до галтели шатунной шейки	шаблон	536±0,2	-------	Браковать