Как исправить изгиб коленвала

Обновлено: 27.05.2023

Понятие «автомобиль» включает в себя легковой, грузовой автомобиль и автобус. Несмотря на ряд принципиальных конструктивных различий, между ними имеется много общего: двигатель внутреннего сгорания, несущая система с подвеской и шинами, органы управления, тормозящая система. На автомобильных заводах конечным продуктом производства могут быть как автомобили в сборке, так и отдельные их составные части (двигатели, задние мосты, топливная аппаратура и т.п.), включающие в себя большое число деталей, узлов, механизмов и систем.

Двигатели, установленные на большинстве автотранспортных средств, называются двигателями внутреннего сгорания, потому что процесс сгорания топлива с выделением теплоты и превращение ее в механическую работу происходит непосредственно в его цилиндрах.

Эти двигатели классифицируются

по способу смесеобразования — на двигатели с внешним смесеобразованием (карбюраторные и газовые), у которых горючая смесь приготовляется вне цилиндров, и двигатели с внутренним смесеобразованием (дизели), у которых рабочая смесь образуется внутри цилиндров;

по способу выполнения рабочего цикла — на четырех- и двухтактные;

по числу цилиндров — на одно-, двух- и многоцилиндровые;

по расположению цилиндров — на двигатели с вертикальным или наклонным расположением цилиндров в один ряд и на V-образные двигатели с расположением цилиндров под углом (при расположении цилиндров под углом 180° двигатель называется с противолежащими цилиндрами, или оппозитным);

по способу охлаждения — на двигатели с жидкостным или воздушным охлаждением;

по виду применяемого топлива — на бензиновые (карбюраторные), дизельные, газовые и многотопливные.

В зависимости от вида применяемого топлива, способы воспламенения рабочей смеси в двигателях различны.

Блок цилиндров отливается из серого чугуна (у двигателей автомобилей семейства ЗИЛ, КамАЗ, МАЗ и ВАЗ) или из алюминиевого сплава (у двигателей автомобилей ГАЗ-2410 «Волга», «Москвич» — 2140).

У дизелей КамАЗ на зеркало цилиндров наносят мелкую (ромбовидную) сетку для лучшего удержания смазочного материала.

Двигатели с рядным расположением цилиндров имеют одну общую головку цилиндров, двигатели с V- образным расположением цилиндров — две (двигатели ЗИЛ -130, ГАЗ — 53-11) или четыре на каждые три цилиндра (двигатель ЯМЗ-240). У двигателей автомобилей КамАЗ каждый цилиндр снабжен отдельной головкой цилиндра.

Нижнюю головку, как правило, делают разъемной в плоскости, перпендикулярной к оси шатуна. В тех случаях, когда нижняя головка имеет значительные размеры и превышает диаметр цилиндра (у дизелей ЯМЗ), плоскость разъема головки делают под углом (косой срез), что позволяет уменьшить радиус окружности, описываемой нижней частью шатуна.

На крышке и стержне шатуна дизеля КамАЗ-740 метки выбивают в виде трехзначных номеров. Кроме того, на крышке шатуна выбивают порядковый номер цилиндра. Так, у двигателя ЗИЛ-130 метка на днище поршня должна быть направлена к передней части двигателя. При этом метка на шатуне для левого ряда цилиндров должна быть направлена в одну сторону с меткой на поршне, а метка на шатуне для правого ряда цилиндров должна быть направлена в противоположную сторону относительно метки на поршне.

1. Технологическая часть

1.1 Назначение, устройство и условия работы детали

Коленчатый вал — деталь (или узел деталей в случае составного вала) сложной формы, имеющая шейки для крепления шатунов, от которых воспринимает усилия и преобразует их в крутящий момент. Составная часть кривошипно-шатунного механизма (КШМ).

· Коренная шейка — опора вала, лежащая в коренном подшипнике, размещённом в картере двигателя.

· Шатунная шейка — опора, при помощи которой вал связывается с шатунами (для смазки шатунных подшипников имеются масляные каналы).

· Щёки — связывают коренные и шатунные шейки.

· Передняя выходная часть вала (носок) — часть вала на котором крепится зубчатое колесо или шкив отбора мощности для привода газораспределительного механизма (ГРМ) и различных вспомогательных узлов, систем и агрегатов.

· Задняя выходная часть вала (хвостовик) — часть вала соединяющаяся с маховиком или массивной шестернёй отбора основной части мощности.

· Противовесы — обеспечивают разгрузку коренных подшипников от центробежных сил инерции первого порядка неуравновешенных масс кривошипа и нижней части шатуна.

Большинство современных коленвалов изготавливают литьём из высокопрочного чугуна. Реже, если нужна большая прочность, в дизельных и некоторых мощных бензиновых двигателях применяют стальные, кованые валы.

Двигатели опытного образца, изготовляемые штучно, имеют коленчатые валы, выточенные на станке из стальной болванки, так как, несмотря на высокую стоимость такого способа производства, это обходится существенно дешевле, чем организация отливки или ковки под малую серию производства.

Полученная тем или иным способом заготовка проходит механическую обработку до номинальных размеров, после чего подвергается дополнительному упрочнению. Поверхности шеек коленчатого вала обрабатываются с помощью химического упрочнения при нагреве, а края шеек скругляются, чтобы повысить прочность и сопротивление усталостному разрушению.

Коленчатый вал воспринимает силу давления газов на поршень и силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс кривошипно-шатунного механизма. Силы, передающиеся поршнями на коленчатый вал, создают крутящий момент, который при помощи трансмиссии передается на колеса автомобиля.

Коленчатый вал изготовляют штамповкой из легированных сталей или отливают из высокопрочных чугунов.

Коленчатый вал состоит из коренных и шатунных шеек, противовесов, заднего конца с отверстием для установки шарикоподшипника ведущего вала коробки передач и фланца для крепления маховика, переднего конца, на котором установлен хроповик пусковой рукоятки и шестерня газораспределения, шкива привода вентилятора, жидкостного насоса и генератора.

1.2 Характерные дефекты детали

Основные дефекты коленчатого вала.

2. Износ наружной поверхности фланца.

3. Биение торцевой поверхности фланца.

4. Износ маслосгонных канавок.

5. Износ отверстия под подшипник.

6. Износ отверстий под болты крепления маховика.

7. Износ коренных или шатунных шеек.

8. Износ шейки под шестерню и ступицу шкива.

9. Износ шпоночной канавки по ширине.

10. Увеличение длины передней коренной шейки.

11. Увеличение длины шатунных шеек.

1.3 Способы устранения дефектов

Изгиб коленчатого вала устраняют правкой на прессе.

Вал устанавливают на призму крайними коренными шейками и, обеспечивая передачу усилия на среднюю шейку, перегибают в противоположную сторону, превышающую прогиб примерно в 10 раз. Допустимая радиальное биение без ремонта 0,05 мм.

Чугунные коленчатые валы правят методом наклепа. После определения биения шеек вал устанавливают так, чтобы внутренняя поверхность шейки с задирами была обращена вверх, и затем специальной оправкой (типа тупого зубила), направленной в галтель шейки, при помощи пневматического молотка, наклепывают галтели с перекрытием образующихся лунок, периодически проверяя индикатором вал на биение, доводя его до значения 0,05…0,08 мм. Время на правку этим способом 10…15 мин.

Признаки: стук коленчатого вала.

Причины: вызывается либо недостаточными давлением и подачей масла, либо недопустимо увеличившимися зазорами между шейками коленчатого вала и вкладышами коренных и шатунных подшипников из-за изнашивания этих деталей

— По нашей статистике, типичная неисправность — «припаянный» вкладыш к коленвалу; причем для легкового транспорта вкладыш изнашивается и «задирает» коленвал, а для грузового, где нагрузки намного значительнее, вкладыш сразу «прилипает» и уже проворачивается в постеле блока. Если в процентном соотношении, то порядка 80 процентов дефектов составляет проворот вкладыша и задир вала, остальные — естественный износ двигателя, выработавшего свой ресурс. Встречаются, конечно, и «эксклюзивные» причины разрушения вала — такие как лопнувший вал, — но при внимательном рассмотрении выявляется, что ранее вал уже ремонтировался, и были незамечены более глубокие повреждения. Что касается степени износа, то отрадно констатировать, что за последние 6 лет уровень технической грамотности автовладельцев заметно возрос, и выходящих из ряда вон случаев, например, вал с изношенной шейкой на 2-3 мм, практически не появляется. Хотя, с другой стороны, таких цен на ремонт, как в начале 90-х, сейчас нет — они упали ориентировочно процентов на 70. Например, если тогда ремонт двигателя малотоннажного грузовика-«Мерседеса» с двигателем ОМ 366 стоил чуть менее трети от стоимости подержанного автомобиля, то теперь ремонт коленвала обходится в 40-50 процентов от стоимости этой же новой детали.

— Основная технология ремонта — шлифовка в ремонтный размер и проверка на изгиб. Его правкой, наваркой и напылением занимаемся реже, когда уже больше ничего предпринять нельзя, своеобразный вариант «спасения умирающего». Причина проста: для последних вариантов характерны нерегламентные разрушения. Определить, где какие внутренние трещины возникли, — достаточно трудоемкая и дорогая задача, порой сравнимая со стоимостью вала. Произвести дефектацию на столичных предприятиях, имеющих соответствующее оборудование, по приемлемой цене реально лишь в детали размером 10×10 см. Когда деталь по размерам больше, стоимость резко возрастает, и дешевле оказывается купить новый коленвал.

1.4 Технологическое оборудование, технологическая оснастка

Диаметры шеек коленчатого вала: коренных 95±0.011 мм. шатунных 80±0,0095 мм. Для восстановления двигателя предусмотрены восемь ремонтных размеров вкладышей.

Вкладыши 7405.1005170 Р0.7405.1005171 Р0.7405.1005058 РО применяются при восстановлении двигателя без шлифовки коленчатого вала. При необходимости шейки коленчатого вала заполировываются. Допуски на диаметры шеек коленчатого вала, отверстий в блоке цилиндров и отверстий в нижней головке шатуна при проведении ремонта двигателя должны быть такими же, как у номинальных размеров новых двигателей. Коренные и шатунные подшипники изготовлены из стальной ленты покрытой слоем свинцовистой бронзы толщиной 0.3 мм, слоем свинцовооловянистого сплава толщиной 0.022 мм и слоем олова толщиной 0.003 мм. Верхние 3 (рис. 2) и нижние 4 вкладыши коренных подшипников не взаимозаменяемы. В верхнем вкладыше имеется отверстие для подвода масла и канавка для его распределения. Оба вкладыша 4 нижней головки шатуна взаимозаменяемы. От проворачивания и бокового смещения вкладыши фиксируются выступами (усами), входящими в пазы, предусмотренные в постелях блока, крышках подшипников и в постелях шатуна. Вкладыши имеют конструктивные отличия, направленные на повышение их работоспособности при форсировке двигателя турбонаддувом, при этом изменена маркировка вкладышей на 7405.1004058 (шатунные), 7405.1005170 и 7405.1005171 (коренные). Поэтому при проведении ремонтного обслуживания не рекомендуется замена вкладышей на серийные с маркировкой 740.100. так как при этом произойдет существенное сокращение ресурса двигателя.

Крышки коренных подшипников (рис. 4) изготовлены из высокопрочного чугуна марки ВЧ50. Крепление крышек осуществляется с помощью вертикальных и горизонтальных стяжных болтов 3, 4, 5, которые затягиваются по определенной схеме регламентированным моментом.

Коленчатый вал (рис. 1) изготовлен из высококачественной стали и имеет пять коренных и четыре шатунные шейки, закаленных ТВЧ, которые связаны между собой щеками и сопрягаются с ними переходными галтелями. Для равномерного чередования рабочих ходов расположение шатунных шеек коленчатого вала выполнено под углом 90°.

К каждой шатунной шейке присоединяются два шатуна: один для правого и один для левого рядов цилиндров (рис. 2).

Подвод масла к шатунным шейкам производится от отверстий в коренных шейках 10 прямыми отверстиями 11 [3, с. 27].

Для уравновешивания сил инерции и уменьшения вибраций коленчатый вал имеет шесть противовесов, отштампованных заодно со щеками коленчатого вала. Кроме основных противовесов, имеются два дополнительных съемных противовеса 1 и 2. напрессованных на вал, при этом их угловое расположение относительно коленчатого вала определяется шпонками 5 и 6 (рис. 1).

В расточку хвостовика коленчатого вала запрессован шариковый подшипник 5 (рис. 2).

2 Разработка приспособления

2.1 Обоснование

Обосновать необходимость разработки приспособлений и привести требования к ней.

Для снятия штамповочных заглушек применяют приспособление для разборки коленчатого вала для снятия штамповочных заглушек.

2.2 Аналоги приспособлений

Приспособления для разборки коленчатого вала.

А) для снятия легкосъёмных заглушек;

Б) для извлечения шкива.

2.3 Конструкция приспособлений

Штамповочную заглушку первой шатунной шейки выпресовывают в два этапа.

Сначала оправкой 3, сдвигают заглушку внутрь канала, после чего противоположной стороны устанавливают оправку, с помощью которой выталкивают заглушку из канала.

Техника безопасности

Работать разрешается только на технически исправных станках с соответствующими приспособлениями и оградительными устройствами. Станки должны приводиться в действие и обслуживаться только теми лицами, за которыми они закреплены.

Помещение и рабочие места станочников должны содержаться в чистоте, хорошо освещаться и не изделиями и материалами. Удаление стружки со станка должно производиться соответствующими приспособлениями (крючками, щетками).

Во время работы станка запрещается снимать, ставить и открывать ограждения, сидеть на станках, облокачиваться, передавать через них изделия, а также класть на них инструменты и изделия.

Большинство изношенных валов имеют прогиб, значение ко­торого контролируют при установки их крайними коренными шей­ками на призмы индикатором, который закреплен на штативе. Вал поворачивают в призмах вручную, наблюдая за показаниями ин­дикатора. Разность между крайними показаниями индикатора за один оборот коленчатого вала представляет собой значение про­гиба. Если прогиб превышает значение, указанное в технических условиях, то его устраняют правкой. Если значение прогиба мень­ше, то вал не правят, а шлифуют под ремонтный размер.

Правка вала методом статического изгиба.При данном методе правку проводят на гидравлических прессах путем нагружения и разгружения вала. В зависимости от прогиба и опыта правильщи­ков зависит число нагружений, их величина и направление. Про­цесс нагружения повторяют до тех пор, пока прогиб оси вала не станет меньше допустимого. Недостаток данного метода — это снижение усталостной прочности и пластичности вала, так как в зоне галтелей шатунных шеек могут развиваться старые и зарож­даться новые микро- и макротрещины, а также возможен воз­врат прогиба.

Правка вала методом чеканки.Этот метод наиболее успешно сле­дует применять для правки валов двигателей с рядным располо­жением цилиндров, имеющих аварийные прогибы до 0,75 мм (би­ение 1,5 мм). Снижение усталостной прочности не наблюдается, сохраняется высокая стабильность формы детали в эксплуатации.

Чеканку галтелей выполняют клепальным пневматическим мо­лотком КМП-14М или ручным слесарным молотком массой 0,8 кг со специальными бойками, размеры которых должны соответство­вать размерам галтелей. Перед чеканкой у вала определяют место и направление наибольшего изгиба, после чего его устанавливают на призмы максимальным прогибом вниз.

Если максимальное биение находится в области третьей корен­ной шейки в плоскости кривошипа, то выполняют чеканку галте­лей первой и второй шеек в зоне перекрытия коренной и шатунной шеек на дуге 40. 50°. После чего проводят контроль биения вала. Если значение биения выше допустимого, то необходимо: чеканить галтели третьей и четвертой шеек; контроль биения; чеканить галтели пятой и шестой шеек. При биении коленчатого вала больше 0,8 мм чеканку проводят неоднократно в указанной последовательности.

Когда максимальный прогиб находится в плоскости, перпен­дикулярной кривошипам, правку вала осуществляют чеканкой двух симметрично расположенных галтелей относительно выпрямляе­мой шейки. Участок наклепа располагается под углом 45° к плос­кости кривошипа.

Коленчатые валы шлифуют под ремонтный или номинальный размеры. Шлифование под ремонтный размер чаще всего выпол­няют в одну операцию. Величина износа шеек определяет ремонт­ный размер шеек, выбор которого проводится в соответствии с техническими условиями.

Для шлифования шеек применяют универсальные шлифоваль­ные станки ЗА423 и ЗВ423. Сначала шлифуют коренные шейки и другие поверхности, находящиеся на одной с ними оси, а затем шатунные. Шейки вала шлифуют электрокорундовыми на керами­ческой связке шлифовальными кругами зернистостью 16. 60 мкм.

Перед шлифованием шлифовальный круг правят алмазным ка­рандашом, закрепленным в оправке, при обильном охлаждении эмульсией. Цилиндрическую часть круга правят, перемещая алмаз­ный карандаш в горизонтальной плоскости, а галтели — качанием оправки с карандашом в этой же плоскости. Боковые плоскости круга обрабатывают до требуемой ширины при поперечной пода­че шлифовального круга. Шлифовальные круги рекомендуется пра­вить после шлифования одного-двух коленчатых валов.

Базовыми поверхностями при шлифовании коренных шеек явля­ются центровые отверстия. Шлифование шатунных шеек проводят на другом станке, оборудованном центросместителями, обеспечи­вающими совпадение осей шатунных шеек с осью вращения станка.

Припуск на шлифование оставляют в пределах 0,3. 0,5 мм на сторону. В каждом конкретном случае режимы шлифования уточ­няются в зависимости от жесткости коленчатого вала.

Режимы шлифования

шлифовального круга, м/с. 25. 35

шлифуемой поверхности, м/мин. 18. 25

Поперечная подача круга, м/м

черновое шлифование. 0,02. 0,03

чистое шлифование. 0.003. 0,006

Продольная подача, мм/об. 7. 11

Для предотвращения появления микротрещин при шлифова­нии применяют обильное охлаждение. Струя охлаждающей жид­кости должна полностью покрывать рабочую поверхность шлифо­вального круга. В качестве охлаждающей жидкости используют эмульсию (10 г эмульсионного масла на 1 л воды).

Когда полностью использованы предусмотренные конструкто­рами межремонтные размеры, что соответствует максимальному накоплению усталостных напряжений, на изношенные шейки ко­ленчатого вала наносят металлопокрытия. Усталостные напряже­ния возникают из-за неравномерного износа шеек, кратковремен­ных перегрузок двигателя, неравномерной подачи топлива к ци­линдрам, смещения опор блока в связи со старением металла. Предел выносливости у таких коленчатых валов снижается на 20. 25% по сравнению с новыми. Зона накопления усталостных повреждений у карбюраторных двигателей находится в централь­ной части шеек (щеки значительно прочнее шеек) в зоне маслопроводящих отверстий, у дизельных — в зоне перехода галтели в щеки вала. Основной опасной нагрузкой для дизельных двигателей считают изгибающий момент (разрушение вала по щекам), а для карбюраторных — крутящий (разрушение вала по шейкам).

При перешлифовках валов карбюраторных двигателей удаляют­ся поверхностные слои шеек с накопившимися усталостными по­вреждениями, а их наращивание приводит к разгрузке наиболее напряженных слоев металла, что способствует восстановлению их ресурса. Для коленчатых валов дизельных двигателей перешлифов­кой полностью удалить напряжение и предельно разрушенные слои металлов в зоне галтелей практически невозможно, поэтому их ресурс восстановить не удается.

Более 85 % объема восстановления шеек коленчатого вала вы­полняются сварочно-наплавочными методами.

Изношенные поверхности под шкив и шестерни наращивают на наплавочном станке У-651У4 или натокарно-винторезном, оснащен­ном наплавочной головкой ОКС-6569, электродуговой наплавкой проволоки 18ХГС или ЗОХГС диаметром 1,0. 1,5 мм в среде уг­лекислого газа. После наплавки проверяют состояние центровых от­верстий. Видимые забоины, вмятины и следы коррозии исправляют растачиванием на токарно-винторезном станке типа 1М63 или 16К20. Для этого вал зажимают в патроне за первую коренную шейку, а под крайнюю устанавливают люнет. Затем выверяют вал и добиваются, чтобы биение коренной шейки было не более 0,03 мм. Исправляют центровое отверстие протачиванием до выведения следов износа.

Для исправления второго центрового отверстия вал зажимают в патроне за поверхность под шестерню коленчатого вала, а люнет устанавливают под первую коренную шейку и поджимают враща­ющимся центром. Наплавленные поверхности протачивают на стан­ке типа 1М63 с применением резцов с твердосплавными пласти­нами марки ТК. Шлифование обработанных поверхностей прово­дят на круглошлифовальных станках типа ЗБ161.

Шпоночный паз заваривают в среде углекислого газа и наплавляют всю шейку вала проволокой 08Г2С или 08ГС толщиной 0,8. 1,2 мм на полуавтомате А-547У или ЦЦГ-301 для дуговой сварки. Паз завари­вают на всю глубину с превышением наплавленного слоя над ос­тальной поверхностью примерно на 1 мм. Фрезеруют шпоночные па­зы на горизонтально-фрезерном станке типа 6Р82Г. Для точного раз­мещения и обработки паза применяют специальное приспособление. Контролируют положение паза относительно диаметральной пло­скости и угловое смещение относительно оси первого кривошипа.

Для упрочнения валов применяют накатывание галтелей роли­ками из твердосплава. Накатные устройства должны обеспечивать пневматическое, гидравлическое или пневмогидравлическое ста­тическое (безударное) нагружение роликов и иметь автоматичес­кий регулятор давления для поддержания постоянного усилия на­катывания требуемой величины. Подвод роликов, достижение тре­буемых усилий накатывания, а также снятие нагрузки (отвод роликов) следует осуществлять плавно при вращающемся колен­чатом вале. Накатывание неподвижного вала вращающимися на­катными устройствами не рекомендуется, так как это ведет к фик­сации прогиба от собственного веса. Прекращение вращения вала в процессе накатывания не допускается. В процессе накатывания упрочняемая поверхность галтелей должна смазываться жидким машинным маслом (93. 95%) в смеси с олеиновой кислотой (5. 7%). Смазывающая жидкость не должна содержать металли­ческих или абразивных примесей.

Частота вращения коленчатого вала должна быть в пределах 40. 60 мин -1 ; давление роликов на галтели — 8000. 8500 Н/м 2 ; время упрочнения (обкатки) — 0,12. 0,18 мин; полное упрочне­ние галтелей на всех шатунных шейках выполняют за 2,5. 3,0 мин.

Рис. 21.2. Схема обкатывания галтелей:

Диаметр деформирующего ролика — 12 мм, угол конуса — 25°, угол опорного конуса — 46°. Радиусы закругления ролика соответ­ствуют минимально допустимым радиусам галтелям. Для предотв­ращения остаточного деформирования вала обкатывание произ­водят в три-четыре перехода (по несколько шеек в каждом перехо­де). Силу в каждом переходе создают таким образом, чтобы деформация вала, образовавшаяся за предыдущий переход, ком­пенсировалась при последующем переходе. В результате достигает­ся соосность коренных шеек 0,01 . 0,03 мм, не требуется холодная правка вала, а их сопротивление усталости повышается на 55. 75 %.

Полированиешеек коленчатого вала алмазными лентами. Поли­рование производят на специальном станке одновременно всех коренных и шатунных шеек. Станок обеспечивает вращательное и возвратно-поступательное (колебательное) движения обрабатыва­емого вала и прижим с регламентированной силой. Постоянный контакт инструментов и детали обеспечивается за счет синхрон­ного вращения копиров и обрабатываемого вала. Нарезанные ку­сочки алмазной ленты наклеиваются на башмаки с дугообразной рабочей частью. Радиальная сила прижима инструмента к шейке вала создается пружиной. При полировании необходимо обеспе­чивать постоянный подвод СОЖ в зону обработки.

Режим полирования: частота вращения вала — 0,8 с -1 ; сила при­жима инструмента — 120 Н; амплитуда колебаний — 4 мм; частота колебаний — 0,5 с -1 ; СОЖ — ОСМ-1.

Полирование шеек коленчатого вала пастами. Вкачестве полиру­ющего материала применяют пасту ГОИ или алмазную пасту. Дав­ление полировальных хомутов на шейки вала должно быть в пре­делах 100. 120 Н/м 2 . Продолжительность полировки при частоте вращения коленчатого вала 150 мин -1 составляет 3. 5 мин.

Суперфиниширование.Для доводки шеек вместо полирования применяют также суперфиниширование. Суперфиниширование вы­полняют головкой, оснащенной абразивными брусками, на специ­альном полуавтомате 3875К. Зернистость брусков 4. 8. В качестве СОЖ используют смесь керосина с маслом или жидкость ОСМ-1. Шероховатость после обработки составляет
. Суперфиниши­рование выравнивает точность размеров, а также снижает шерохо­ватость шеек, вызванную неоднородностью условий предшеству­ющей обработки. При шлифовании валов под суперфиниширова­ние оставляют припуск 0,005 мм.

Уравновешивание коленчатых валов нарушается вследствие из­носа трущихся поверхностей (при эксплуатации), неравномерном наращивании изношенных поверхностей и механической обработке. Увеличенный в результате этого дисбаланс приводит к дополни­тельным вибрациям, ухудшающим работу двигателя. Уравновешен­ность вала достигается либо сверлением отверстий, либо фрезеро­ванием щек. Балансировку коленчатых валов проводят на станке КИ-4274.

Для восстановления трудоспособности изношенных деталей требуется в 5−8 раз меньше технологических операций по сравнению с изготовлением новых деталей. По данным ГОСНИТИ 85% деталей восстанавливают при износе не более 0,3 мм, т. е. их работоспособность восстанавливается при нанесении покрытия незначительной толщины. Однако ресурс восстановленных деталей по сравнению с новыми, во многих случаях, остается низким. В тоже время имеются такие примеры, когда ресурс восстановленных прогрессивными способами, в несколько раз выше ресурса новых деталей.

Основа повышения качества — применение передовых технологий восстановления деталей. При восстановлении коленчатых валов двигателей возникает необходимость изыскания новых, более прогрессивных способов восстановления, которые смогли бы повысить ресурс деталей при сравнительно низких затратах.

Целью курсовой работы по учебной дисциплине ремонт автомобилей и двигателей является:

закрепление теоретических знаний и приобретение практических навыков по оценке технического состояния (дефектов) ремонтного фонда.

Задачи курсовой работы:

1. разборка маршрутов восстановления.

2. выбор способов восстановления деталей.

3. Подбор необходимого оборудования и обоснование рациональных режимов работы на нем.

4. нормирование операций восстановления деталей.

. ХАРАКТЕРИСТИКА ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ТРУДОВЫХ СПОРОВ О ВОССТАНОВЛЕНИИ НА РАБОТЕ Понятие и принципы рассмотрения индивидуальных трудовых споров о восстановлении на работе При возникновении или прекращении трудовых . (дисциплинарной, материальной, административной). 1.2 Порядок рассмотрения трудовых споров о восстановлении на работе Порядок рассмотрения индивидуальных трудовых споров в суде регулируется ст. .

1.1 Описание назначения, устройства и условий работы коленчатого вала.

Воспринимает усилия, передаваемые от поршней шатунами, и преобразует их в крутящий момент, который затем через маховик передается агрегатам трансмиссии. В двигателе ВАЗ 2110 коленчатый вал стальной. Коленчатый вал состоит из шатунных и коренных шлифованных шеек, щек и противовесов. На переднем конце вала двигателя ВАЗ 2110 имеется углубление для шпонки распределительной шестерни и шкива привода вентилятора, а также нарезное отверстие для крепления храповика; задняя часть вала выполнена в виде фланца, к которому болтами прикреплен маховик. В углублении задней торцовой части коленчатого вала расположен подшипник ведущего вала коробки передач. Количество и расположение шатунных шеек коленчатого вала зависит от числа цилиндров.

Для уменьшения центробежных сил, создаваемых кривошипами, на коленчатом валу выполнены противовесы, а шатунные шейки сделаны полыми. Для повышения твердости и увеличения срока службы поверхность коренных и шатунных шеек стальных валов закаливают нагревом токами высокой частоты.

Коренные и шатунные шейки вала соединены каналами (сверлениями) в щеках вала. Эти каналы предназначены для подвода масла от коренных подшипников к шатунным. В каждой шатунной шейке вала имеется полость, которая выполняет роль грязеуловителя. Сюда поступает масло от коренных шеек. При вращении вала частицы грязи, находящиеся в масле, под действием центробежных сил отделяются от масла и оседают на стенке грязеуловителя, а к шатунным шейкам поступает очищенное масло. Очистка грязеуловителей осуществляется через завернутые в их торцах резьбовые пробки только при разборке двигателя.

Перемещение вала в продольном направлении ограничивается упорными сталебаббитовыми шайбами, которые расположены по обе стороны первого коренного подшипника или четырьмя сталеалюминиевыми полукольцами, установленными в выточке задней коренной опоры. В местах выхода коленчатого вала из картера двигателя имеются сальники и уплотнители, предотвращающие утечку масла. На переднем конце вала установлен резиновый самоподжимный сальник, а на заднем конце выполнена маслосгонная резьба или маслоотражательный буртик.

В заднем коренном подшипнике сделаны маслоуловительные каналы, в которые сбрасывается масло с маслосгонной резьбы или маслоотражательного буртика и установлен сальник, состоящий из двух кусков асбестового шнура. Шатунные и коренные подшипники. В работающем двигателе нагрузки на шатунные и коренные шейки коленчатого вала очень велики. Для уменьшения трения коренные шейки, как и шатунные, расположены в подшипниках скольжения, которые выполнены в виде вкладышей, аналогичных шатунным. Вкладыши каждого коренного или шатунного подшипника состоят из двух половинок, устанавливаемых в нижней разъемной головке шатуна и в гнезде блока и крышке коренного подшипника.

От провертывания вкладыши удерживаются выступом, входящим в паз шатунного или коренного подшипника. Крышки коренных подшипников закреплены при помощи болтов и гаек, которые для предотвращения от самоотвертывания зашплинтованы проволокой либо застопорены замковыми пластинами.

Ремонт коленчатого вала двигателя ЗИЛ

. 9. Износ шпоночной канавки по ширине. 10. Увеличение длины передней коренной шейки. 11. Увеличение длины шатунных шеек. 1.3 Способы устранения дефектов Изгиб коленчатого вала устраняют правкой на прессе. Вал устанавливают на призму крайними коренными .

Маховик уменьшает неравномерность работы двигателя, выводит поршни из мертвых точек, облегчает пуск двигателя и способствует плавному троганию автомобиля с места. Маховик изготовлен в виде массивного чугунного диска и прикреплен к фланцу коленчатого вала болтами с гайками. При изготовлении маховик сбалансируется вместе с коленчатым валом.

1.2 Анализ дефектов коленчатого вала и технических требований, предъявляемых к отремонтированной детали.

Наиболее распространенные дефекты коленчатого вала автомобиля ВАЗ 2110 является:

2) износ наружной поверхности фланца;

3) биение торцевой поверхности фланца;

4) износ маслосгонных канавок;

5) износ отверстия под подшипник;

6) износ отверстий под болты крепления маховика;

7) износ коренных и шатунных шеек;

износ шейки под шестерню и ступицу шкива;

9) износ шпоночной канавки по ширине;

10) увеличение длины передней коренной шейки;

11) увеличение длины шатунных шеек.

Восстановление коленчатого вала начинают с устранения радиального биения обеспечивая передачу усилия на среднюю шейку, перегибают в противоположную сторону на величину превышавшую прогиб в 10 раз.

Допустимое радиальное биение без ремонта:

По рабочему чертежу диаметр шатунных шеек коленчатого вала составляет:

а диаметр коренных шеек коленчатого вала под подшипники составляет:

Коленчатый вал рекомендуется эксплуатировать без восстановления, если радиус кривошипа:

После ремонта коленчатый вал должен отвечать следующим техническим требованиям: цилиндрические поверхности коренных и шатунных шеек; шероховатость должна соответствовать Ra = 0,32 мкм.

коленчатый вал режущий восстановление

2. Расчетно-технологическая часть

2.1 Нормативный пробег

где: K ₁ — Коэффициент корректирующий пробег перед кап. ремонтом согластно условиям эксплуатации.

K 1 ₃ — В зависимости от природно-климатических условий.

K 11 ₃ — Корректирующий пробег в зависимости от агресивности окружающей среды.

L н _{кр =} 125 000

K 11 _{3 =} 0,8 (холодный)

L k _{кр =} 125 000 * 0,8 = 100 000

2.2 Определение коэффициента технической готовности парка

Где: L _cc — среднесуточный пробег авто.

Д _ор — предположительность простоя авто в КР (Дней на 1000 км.)

К ₄ — коэффициент корректировки продолжительности.

Д _кр — продолжительность простоя в КР.

L _кр — Нормативный пробег.

a _т = 1/175 * (0,3*1,6/1000)+(0,6/100 000)=11,904.

2.3 Определение годового пробега парка

где: A _u — списочное количество автомобилей.

L _cc — среднесуточный пробег авто.

Д _рг — рабочих дней в году.

a — коэффициент технической готовности парка.

L _год = 150 * 175 * 305 * 11,904 = 95 306 400 км.

Принимаем 95 400 000 км.

2.4 Обоснование размера производственной партии

x — величина производственной партии.

t — необходимый запас деталей в днях.

Ф _дней — рабочих дней.

Ф _дней — 253 рабочих дня.

x = (954*1*3) / 253 = 11

3. Разработка технологического процесса восстановления детали

3.1 Особенности конструкции детали

• Материал: высокопрочный чугун ВЧ-60−2
• Шероховатость ремонтных поверхностей и точность их обработки:

а) Ш 50,27 мм Ra =0,25 мкм

б) Ш 80 мм Ra = 0,25 мкм

а) Для восстановления Ш50,27 мм будет служить Ш 49,75 мм

б) Для восстановления Ш 80 мм будет служить Ш79,8 мм

3.2 Условия работы детали при эксплуатации

Вид трения, изнашивание

Ударные, вибрационные знакопеременные нагрузки. Скручивание, изгиб.

Моторное масло, масляная ванная.

Трение скольжения и качения

Различные от 30° С до90° С

Воздействие ГСМ, картерных газов

3.3 Механические свойства материала детали, химический состав

Высокопрочный чугун ВЧ 60−2.

Временное сопротивление разрыву — 40 — 60 кГ/ммІ

Условный предел текучести при растяжении — 42 кГ/ммІ

Относительное удлинение 2%

Высокопрочный чугун получается из серого чугуна путем присадки 0,3 — 1,2% магния.

Магний способствует выделению графита в виде шаровидных включений, а также уменьшает количество серы и газов в металле, очищает и улучшает чугун.

3.4 Выбор рациональных способов восстановления детали и установочных баз

Наименование операции, содержание переходов.

Износ коренных шеек более Ш49,75 мм

Нанесение наплавочной проволоки.

Шлифование Наплавка Шлифование Полировка

Наружные цилиндрические поверхности

Износ диаметра под сальник более Ш79,8 мм

Нанесение гальванического покрытия (хромирование)

Шлифование Хромирование Полировка

Наружная цилиндрическая поверхность

3.5 Разработка маршрута ремонта детали, выбор режущего и измерительного инструмента

Самым ответственным элементом в конструкции двигателя является коленчатый вал, работа которого осуществляется под воздействием динамических и ударных деформаций, вибраций, а также колебаний и высоких температур. Если шатуны или блоки имеют дефекты в геометрии, то ресурс роботы коленчатого вала будет значительно уменьшен. Но если сборка двигателя осуществлялась грамотно, а сам коленвал изготовлен качественно, то ресурс его работы будет большим. Коленчатый вал необходимо проверить перед тем, как он будет установлен в двигатель. Причем независимо от того, новый он или ремонтный.

Износ шеек коленчатого вала

Еще одна причина слишком быстрого износа шеек – это материал невысокого качества самого коленвала. Желательно приобретать запчасти для машин у известных и проверенных поставщиков и производителей, чтобы не попасть на подделку или детали низкого качества. Особенно большим ресурсом обладают коленчатые валы из высокопрочного чугуна. Если же производитель при изготовлении вала использовал сталь либо мягкий серый чугун, то ресурс работы вала будет небольшим.

Задиры на шейке распределительного вала

Возникнуть такая проблема может:

• из-за использования смазки низкого качества;
• в результате засорения фильтра для масла;
• если масло не менялось вовремя;
• если система характеризуется недостаточным давлением;
• при перегреве, так как высокая температура уменьшает вязкость масла и его смазывающие свойства ухудшаются.

Устранение царапин на шейке коленвала

Нельзя путать царапины с усталостными трещинами. Отличить их достаточно просто: если взять лупу и осмотреть царапину, то можно увидеть светлое дно, а в трещинах дно будет иметь темный цвет. Также царапину можно удалить простой полировкой, в то время как трещины таким методом не удаляются. Еще одним важным отличием царапины от трещины является ее форма: она является прямой, а трещина зачастую характеризуется ломаной линией.

Если царапины неглубокие, то можно осуществить полировку шеек коленвала, но при глубине царапины свыше 5 мкм придется шлифовать поверхность на следующий ремонтный размер. Перед дальнейшей эксплуатацией двигателя необходимо заменить масло и масляный фильтр. Не помешает произвести проверку шатунов на эллипсность.

Прогиб коленвала

Зачастую такой дефект характерен для валов тяжелой строительной и сельскохозяйственной техники (например, комбайнов). Также прогнуться может вал, который был сделан из материала низкого качества, то есть из мягкого чугуна. Если анализ показал деформацию вала более 0,1 миллиметр, то необходимо выполнить его выпрямление.

Трещины в шейке коленчатого вала

Данный дефект считается одним из серьезнейших, ведь трещины могут стать причиной возникновения излома, это, повлияет и на детали, сопряженные с коленвалом. Коленчатый вал с трещинами (вне зависимости от их размеров и места расположения) необходимо заменить, ремонтировать его нельзя!

Читайте также:

  

• Ледовый дворец алау реферат

  

• Влияние метрологии на национальную экономику и международную торговлю реферат

  

• Электроимпульсная обработка материалов реферат

  

• Реферат на тему судовые устройства

  

• Архитектуры нижнего новгорода реферат

Изгиб — коленчатый вал

Cтраница 1

Изгиб коленчатого вала устраняют правкой с помощью винтовых или гидравлических прессов. Если при проворачивании вручную коленчатого вала замечены стуки, заедания, неравномерность хода, коренные подшипники промывают маслом под давлением и продувают сжатым сухим воздухом до устранения дефекта. В случае дребезжания противовеса при постукивании по нему медным молотком отгибают стопорную шайбу, подтягивают болты противовеса и снова контрят шайбу.
 [2]

Изгиб коленчатого вала ( сплошные линии, см. рис. 132) устраняют правкой на прессе в холодном состоянии или наклепом щек.
 [4]

Изгиб коленчатых валов в процессе ремонта устраняется правкой на гидравлическом прессе. В связи с тем что вал обладает упругостью, изгиб при правке в обратную сторону должен быть в 10 — 15 раз больше устраняемого. Под нагрузкой на прессе коленчатый вал выдерживает 2 — 4 мин.
 [5]

Изгиб коленчатого вала устраняют правкой его на прессе. Вал устанавливают на призмы крайними коренными шейками и, обеспечивая передачу усилия на среднюю шейку, перегибают его в противоположную сторожу на величину, превышающую первоначальный прогиб примерно в 10 раз.
 [6]

Изгиб коленчатого вала устраняют правкой на прессе. Вал устанавливают на призмы крайними коренными шейками и, обеспечивая передачу усилия на среднюю шейку, перегибают в противоположную сторону на величину, превышающую прогиб примерно в 10 раз.
 [8]

Изгиб коленчатого вала происходит в результате совместного действия остаточных напряжений в металле, возникших при изготовлении вала, и знакопеременных нагрузок в процессе работы двигателя.
 [9]

Изгиб коленчатого вала тракторных двигателей отражается на коренных подшипниках меньше, чем соответствующий изгиб на коренных подшипниках многооборотных автомобильных двигателей.
 [10]

Силы инерции ( центробежные) кривошипных шеек вала и неуравновешенной части щек вызывают изгиб коленчатого вала в плоскости кривошипа от постоянной отрицательной радиальной силы.
 [11]

Основными дефектами коленчатого вала являются изгиб, износ шатунных и коренных шеек, износ отверстия под подшипник ведущего вала коробки передач и отверстий фланца вала под болты крепления маховика. Изгиб коленчатого вала двигателя проверяют на стенде, на призмах, установленных на контрольной плите или в центрах токарного станка с помощью индикатора. Изгиб ( биение средней коренной шейки относительно крайних) свыше допустимого по техническим условиям устраняют правкой на прессе. Коленчатый вал устанавливают на призмы крайними коренными шейками, а штоком пресса через медную или латунную прокладку давят на среднюю шайбу со стороны, противоположной изгибу. При этом прогиб должен быть примерно в 10 раз больше устраняемого изгиба. Вал выдерживают под нагрузкой на прессе в течение 2 — 4 мин. Затем вал проверяют на биение. Биение средних шеек по отношению к крайним шейкам не должно превышать 0 05 мм.
 [12]

Неправильный монтаж компрессора, осадка фундамента, ослабление одного из подшипников может вызвать дополнительный изгиб коленчатого вала, обусловливающий появление в наиболее нагруженных частях вала мелких трещин. Для своевременного выявления этих трещин вал периодически осматривают с помощью лупы. Границы обнаруженной трещины отмечают кернами. Если вал с трещиной пускают вновь в эксплуатацию, то за ним устанавливают особо тщательное наблюдение и заменяют его при первой возможности новым. Трещины иногда устраняют посредством заварки с последующей обработкой вала.
 [13]

Неправильный монтаж компрессора, осадка фундамента, ослабление одного из подшипников могут вызвать дополнительный изгиб коленчатого вала, что может стать причиной появления трещин в наиболее нагруженных частях вала. Для своевременного выявления трещин вал периодически осматривают через лупу. Границы обнаруженной трещины отмечают кернами. Если вал с трещиной продолжает работать, то за ним устанавливают особо тщательное наблюдение и при первой возможности заменяют новым. Трещины иногда устраняют заваркой с последующей обработкой вала.
 [14]

Неправильный монтаж компрессора, осадка фундамента, ослабление одного из подшипников могут вызвать дополнительный изгиб коленчатого вала, что может стать причиной появления трещин в наиболее нагруженных частях вала. Для своевременного выявления трещин вал периодически осматривают через лупу. Границы обнаруженной трещины отмечают кернами. Если вал с трещиной продолжает работать, то за ним устанавливают особо тщательное наблюдение и при первой возможности заменяют новым. Трещины устраняют заваркой с последующей обработкой вала.
 [15]

Страницы:  

   1

   2

1) Основной операцией ремонта коленчатых
валов является шлифование ко­ренных
и шатунных шеек на ремонтные размеры.
Обычно для коленчатых валов многих
автотракторных двигателей принято 3…4
ремонтных размера шеек (с интервалом
0,25 … 0,5 мм), на которые имеются
соответствующего размера стандартные
ремонтные вкладыши. Шейки коленчатых
валов шлифуют на круглошлифовальных
станках типа 3423 или 3420, оснащенных
необходимым набором приспособлений.
После шлифования шейки, с целью уменьшения
шероховатости и повышения усталостной
прочности подвергаются полированию
или суперфинишированию.

2) Валы, изношенные более последнего
ремонтного размера, восстанавливаются
нанесением металла на изношенные
поверхности наплавкой, напеканием
порошков, приваркой ленты, напылением
и другими методами.

3) Восстановление размеров шеек под
распределительную шестерню и шкивы
производится теми же методами с
последующей обработкой на номинальный
размер.

4) Изношенные стенки шпоночных канавок
восстанавливают обработкой на увеличенный
размер.

5) При износе отверстии во фланце
коленчатого вала под болты крепления
маховика их рассверливают на увеличенный
ремонтный размер по кондуктору или
совместно с маховиком и нарезают в
отверстиях резьбу большего размера.

6) Изгиб валов дизельных двигателей
величиной не более 0,2 мм, двигателей с
искровым зажиганием грузовых автомобилей
не более 0,1 мм и легковых автомобилей —
0,05 мм самоустраняется при перешлифовке
шеек на ремонтный размер. При более
высоких значениях изгиба производят
правку коленчатого вала под прессом
или наклепом щек при помощи пневматических
молотков.

7) После восстановления коленчатые валы
проверяют на наличие трещин с помощью
магнитных или ультразвуковых дефектоскопов
и подвергают динамической балансировке
на специальных машинах (типа БМУ-4).
Допускаемая величина дисбаланса для
коленчатых валов тракторных дви­гателей
100 … 160 гсм, двигателей грузовых автомобилей
— 70 … 120 гсм, легковых автомобилей —
10 … 50 гсм. Неуравновешенность устраняют
высвер­ливанием отверстий в противовесах
вала.

Необходимо
помнить:
после ремонта коленчатый вал должен
быть тщательно промыт и продут сжатым
воздухом для удаления загрязнений,
абразивных частиц, стружки и следов
СОЖ.

6 Порядок выполнения работы

1 Дефектация коленчатого вала.

1.1 Установить
коленчатый вал в призмах на поверочной
плите.

Рисунок 1 Измерение изгиба коленвала.

Рисунок 2 Схема замеров шеек коленвала.

1.2 Провести измерение диаметра шеек
коленчатого вала, согласно схеме замеров
(см. рисунок 2). Результаты занести в
микрометражную карту (таблица 2).

1.3 Измерить радиус кривошипа вала
(рисунок 3), его изгиб (рисунок 1), радиус
галтелей и биение цилиндрических
поверхностей. Результаты занести в
таблицу 3.

Рисунок 3 Измерение
радиуса кривошипа

1.4 По результатам дефектации определить
степень износа ремонтопри­годность
вала. Установить место максимального
износа шеек и определить ремонтные
размеры для перешлифовки коренных и
шатунных шеек коленчатого вала.

2 Подготовка станка к работе

2.1 Проверить состояние шлифовального
круга и при необходимости произвести
его правку. Правка производится по
периферии, торцам и по радиусу закругления
круга алмазным карандашом при помощи
специального приспособления к станку
ЗА423. Алмазным карандашом при вращении
круга и при обильной смазочно­-охлаждаю­щей
жидкости производят съем материала
круга. При этом удаляются «засаленные»
слои, обнажаются новые режущие зерна
и круг приобретает необходимую форму.
Радиус закругления проверяется
профильными радиусными щупами на
просвет. Подача алмаза при правке
составляет 0,02 … 0,05 мм на один двойной
ход. а продольная подача 0.03 … 0,10 мм на
один оборот круга.

2.2 Произвести настройку станка, установить
принятую частоту вращения круга и
изделия, при шлифовании шатунных шеек
установить центросместители на радиус
кривошипа шлифуемого коленчатого вала,
подобрать и закрепить в планшайбах
противовесы.

3 Шлифование шеек коленчатого вала.

3.1 Установить коленчатый вал в патронах:
фланцем в передней бабке и шейкой под
шкив в задней бабке.

3.2 Установить индикаторное приспособление
и проверить биение шлифуемой шейки
вала, которое должно быть не более 0.05
мм без учета овальности шейки. При
большем биении производят выверку
(центровку) вала при помощи центросместителей
(в вертикальной плоскости) и поворотом
вала в патронах (в горизонтальной
плоскости).

3.3 Включить станок и прошлифовать шейку
на необходимый размер.

Шлифование шеек коленчатых валов
производится при следующих режимах:
окружная скорость круга 25 …30 м/с, частота
вращения коленчатого вала при
предварительном шлифовании — 28 … 32 мин^-1и подача по глубине 0,010 … 0,015 мм/об. При
чистовом шлифовании частота вращения
вала 8… 15 мин^-1, подача 0,003 …0,005 мм
/об.

Для шлифования применяют специальные
круги из электрокорунда или карбида
кремния (Э, ЭВ, КЗ) зернистостью 40 …50 на
керамической связке (твердость С 1 С М2,
средняя структура).

Во избежание появления прожогов и
микротрещин на шлифуемую поверхность

обильно подается СОЖ обычно 3…4% раствор
кальцинированной соды или эмульсия (10
г эмульсола на 1 л воды).

4 Проверка отремонтированного коленчатого
вала на соответствие техниче­ским
условиям.

4.1 Установить отремонтированный
коленчатый вал в призмах на пове­рочной
плите.

4.2 Проверить все параметры вала в
соответствии с техническими требо­ваниями
на выдачу коленчатых валов из ремонта
(см. таблицу 4). Результаты измерений
занести в таблицу 3.