Eurosar.ru

Авто журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как проверить коленчатый вал на наличие дефектов?

Дефектация и ремонт коленчатых валов автотракторных двигателей методические указания

Направление 110300 — Агроинженерия

Специальность 110301 — Механизация сельского хозяйства

Направление 050500 — Технологическое образование

Специальность 050501 – Профессиональное обучение (Агроинженерия)

Направление 190500 – Эксплуатация транспортных средств

Специальность 190601 — Автомобили и автомобильное хозяйство

УДК 631.3.004.67 (076.5)

Рекомендовано к изданию методической комиссией факультета механизации сельского хозяйства (протокол № 4 от 28.04.2010)

Составитель: ст. преп. Павлов А.П.

Рецензент: ст. преп. Султанов М.С.

Ответственный за выпуск: зав. кафедрой технологии металлов и ремонта машин к.т.н., доцент Фаюршин А.Ф.

г. Уфа, БГАУ, Кафедра технологии металлов и ремонта машин

1 Цель работы

1.1 Изучить основные дефекты изношенных коленчатых валов автотракторных двигателей и ознакомиться с технологией их дефектации и ремонта.

1.2 Ознакомиться с технологией перешлифовки шеек коленчатых валов на ремонтные размеры.

2 Задание

2.1 Произвести дефектацию коленчатого вала. Заполнить микрометражную карту (таблица 2) и установить ремонтные размеры для перешлифовки коренных и шатунных шеек.

2.2 Ознакомиться с конструкцией станка 3А423 для шлифовки шеек коленчатых валов и подготовить его к работе.

2.3 Прошлифовать шейки коленчатого вала на установленные ремонтные размеры. Проверить соответствие вала техническим условиям и заполнить таблицу 3.

3 Оснащение рабочего места

3.1 Плита поверочная 1000 х 750 мм, призмы 65 х 100 х 100 мм,

3.2 Станок ЗА423 для шлифования шеек коленчатых валов.

3.3 Универсальная стойка с индикатором часового типа.

3.4 Штангенрейсмус, микрометры, радиусный щуп.

3.5 Альбомы, технических условий и указаний по дефектации деталей и сопряжений автотракторных двигателей.

4. Дефекты коленчатых валов

Рассмотрим основные дефекты коленчатого вала, причины их возникновения, методы ремонта и профилактические меры при эксплуатации.

Дефект 1. Сильный износ и задиры на поверхностях коренных и шатунных шеек коленчатого вала. Поверхности шатунных и коренных шеек изнашиваются неравномерно, на них появляются конусность и овальность. Наибольший износ шатунных шеек наблюдается на участках поверхностей, обращенных в сторону оси вращения коленчатого вала.

Недостаточное давление в системе смазки.

Недостаточный уровень масла в картере.

Сильный перегрев, приводящий к разжижению масла.

Попадание в масло топлива (бензина или дизтоплива), приводящее к разжижению масла.

Засорённый масляный фильтр.

Работа двигателя на грязном масле.

Грязевые отложения в полостях шатунных шеек.

Восстановление коленчатого вала указанными ниже методами. Проверка посадочные мест под вкладыши коленчатого вала в блоке цилиндров и нижних головок шатунов, системы смазки и масляного насоса и при необходимости ремонт или замена масляного насоса. Прочистка, промывка и продувка масляных каналов блока цилиндров и коленчатого вала. Проверка системы охлаждения, при необходимости её ремонт. Проверка, при необходимости ремонт системы питания.

Дефект 2. Сильный износ торцевых поверхностей под упорные полукольца коленчатого вала.

Неисправность привода выключения сцепления.

Стоянка на месте с работающим двигателем и с выжатым сцеплением.

Движение с неполностью отпущенной педалью сцепления.

Восстановление упорных фланцев в ремонтный размер с дальнейшей установкой утолщённых (ремонтного размера) полуколец. Проверка привода выключения сцепления и в случае неисправности его ремонт. Не держать без необходимости ногу на педали сцепления.

Дефект 3. Царапины на поверхности коренных и шатунных шеек коленчатого вала

Большой пробег двигателя.

Попадание посторонних частиц в моторное масло.

Проверка исправности системы смазки. Применять моторное масло надлежащего качества и регулярно, в предписанные производителем сроки, менять моторное масло и фильтр. При наличии подобных повреждений коленчатый вал, как правило, ремонтируется шлифовкой шеек в следующий ремонтный размер.

Дефект 4. Прогиб коленчатого вала.

Обязательно проверять изгиб коленчатого вала. Особенно важна эта процедура для двигателей тяжёлых грузовиков и сельхозтехники. При необходимости произведите правку коленчатого вала.

Дефект 5. Трещины коленчатого вала.

Причины перечислены ранее, в пункте 1. К появлению трещин в коленвале может также привести разрушение поршня и шатуна в результате гидроудара или попадания в цилиндр посторонних предметов.

Коленчатый вал восстановлению не подлежит. Примечание. Определить наличие трещин и их размеры можно визуально, с помощью небольшого молотка (при ударе молотком должен раздаваться чистый, а не дребезжащий звук) или магнитным (ультразвуковым) дефектоскопом.

Дефект 6. Выработка и царапины на поверхности под сальники коленчатого вала

Длительная работа двигателя.

Попадание посторонних частиц в моторное масло.

Неаккуратное обращение с коленчатым валом при замене сальников на двигателе.

Восстановление электроконтактной приваркой. При наличии незначительных царапин возможна шлифовка поверхностей под сальники. При незначительной выработке возможна установка новых сальников с небольшим осевым смещением.

Дефект 7. Разрушение шпоночных пазов и посадочных мест под штифты и втулки.

Неправильная затяжка болтов, крепящих шкивы и маховики. Биение шкивов.

Последствия аварии, при которой произошла деформация моторного отсека.

Наплавка ручная дуговая с последующим фрезерованием, сверлением. При сборке мотора с таким коленвалом требуется особое внимание при совмещении меток на шкивах или шестернях ГРМ.

Дефект 8. Разрушение резьбы в крепёжных отверстиях.

Неправильная затяжка крепёжных болтов.

Наплавка ручная дуговая с последующим сверлением и нарезанием резьбы номинального размера. В исключительных случаях возможно нарезание резьбы большего диаметра.

С.А. Кузнецов Определение дефектовколенчатого вала и расчетремонтных размеров для его восстановления

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования

«КУЗБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра технологии машиностроения

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЕФЕКТОВ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА И РАСЧЁТ РЕМОНТНЫХ РАЗМЕРОВ ДЛЯ ЕГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ

Методические указания к лабораторной работе по курсу «Технология ремонта автотранспортных средств» для студентов специальности 120103 «Общая технология автотранспортного производства»

Составитель С.А. Кузнецов

Утверждены на заседании кафедры Протокол № 10 от 20.01.03

Рекомендованы к печати учебнометодической комиссией специальности 120100 Протокол № 9 от 21.01.03

Электронная копия находится в библиотеке главного корпуса ГУ КузГТУ

− изучение возможных дефектов коленчатых валов;

− изучение методов определения дефектов коленчатого вала;

− получение практических навыков в определении дефектов коленчатого вала;

− определение ремонтных размеров шеек вала для его последующего восстановления.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

2.1. Конструкторско-технологическая характеристика детали

Основные конструктивные элементы коленчатого вала – коренные

и шатунные шейки, передний хвостовик вала (посадочные поверхности под шкивы и шестерню, шпоночные канавки, резьба под гайку), задний фланец вала (посадка под маховик, отверстия под болты его крепления

и под подшипник ведущего вала коробки передач) (рис. 1).

Рис. 1. Основные конструктивные элементы коленчатого вала

Требования к точности размеров: в пределах квалитетов IT4-IT5 для шеек валов и квалитетов IT6-IT7 для остальных конструктивных элементов. Отклонения формы и расположения не должны выходить за пределы поля допуска 5-го квалитета. Отклонения радиуса кривошипа

не должны превышать значения ± 0,05 мм. Шероховатость поверхностей шеек не грубее Ra=0,32 мкм. Коленчатые валы должны быть динамически сбалансированы.

Установочными базами служат фаски в центральных отверстиях в переднем и заднем хвостовиках вала.

2.2. Вид и характер дефектов

В процессе работы на коленчатый вал воздействуют силы трения, вибрация, знакопеременные нагрузки, среда и др. Это вызывает появление:

— износа шеек ( ∆ изн до 0,1 мм, ∆ нецил до 0,08 мм и более);

— нарушения качества поверхности шеек (задиры, риски, коррозия);

— механические повреждения (трещины, срывы резьб, замятие шпоночных канавок);

— износ поверхностей, воспринимающих усилие в осевом направлении (проточки под упорные полукольца);

— износ посадочных поверхностей под маховик, шкивы, подшипник первичного вала коробки передач;

— нарушение качества (износ) поверхностей под сальниковые уплотнения;

— отклонение расположения шеек: изгиб, скручивание коленчатого вала ( ∆ биения до 0,15 мм и более).

2.3. Способы выявления дефектов

Износ шеек и посадочных поверхностей вала контролируется с помощью микрометров с ценой деления 0,001 и 0,01 мм. Поскольку износ шеек коленчатого вала неравномерный, то их диаметр необходимо контролировать в двух взаимно перпендикулярных плоскостях

Нарушение качества поверхности шеек, посадочных поверхностей и механических повреждений вала осуществляется визуально, с помощью лупы.

Скрытые дефекты (трещины) определяются при помощи люминесцентных (ЛДА-3, ЛД-2), магнитных (МДВ, 77МД-1) и ультразвуковых (УЗД-7Н) дефектоскопов.

I I I

Рис. 2. Схема измерения диаметров шеек коленчатых валов

Биение коленчатого вала проверяется по средней коренной шейке с помощью индикатора часового типа, в специальном контрольном приспособлении для установки детали в центрах.

Радиусы кривошипов определяются с помощью штангенрейсмаса при установке вала в центрах.

2.4. Определение ремонтных размеров

При этом способе восстановления одну из изношенных деталей сопряжения подвергают механической обработке, придавая ей заданный ремонтный размер и устраняя при этом искажения геометрической формы и дефекты поверхности (риски, задиры), обеспечивают необходимую шероховатость. Другую деталь сопряжения заменяют новой, необходимого ремонтного размера. В коленчатом вале в ремонтные размеры восстанавливают коренные и шатунные шейки, а для восстановления посадки используют вкладыши ремонтных размеров. Ремонтный размер шейки вала определяют по формуле

D р = D н − 2 U − Z мин ,

где D н – номинальный диаметр новой шейки вала; U – величина максимального износа на сторону; Z мин – минимальный припуск на обработку (на диаметр).

Однако на практике детали изнашиваются неравномерно, поэтому определить их максимальный износ на сторону без специального приспособления или инструмента невозможно. Для определения износа на сторону коренных шеек коленчатого вала потребовалось бы использовать приспособление с центрами, а для шатунных шеек – с центросместителями.

Поэтому при контроле износа коленчатого вала определяют максимальный износ на диаметр U макс . Для этого универсальным измери-

тельным инструментом (для шеек коленчатого вала – микрометром) измеряют диаметр в максимально изношенных местах ( D мин ), а затем,

зная их номинальное значение, вычисляют износ U макс :

U макс = D н − D мин .

Соотношение износа на сторону U и максимального износа на диаметр U макс можно выразить через коэффициент неравномерности износа:

При равномерном износе

U = 0,5 U макс , тогда

β = 0,5; при односто-

роннем износе U = U макс ,

β = 1. Таким образом, β = 0,5…1,0. Для

шеек коленчатого вала величина неравномерности износа равна β = 0,6. С учетом соотношения (3) формула (1) принимает вид

D р = D н − (2 U макс β + Z ).

Определенный таким образом ремонтный размер округляют до ближайшего меньшего (т.е. в сторону увеличения припуска) стандартного ремонтного размера. Если для разных шеек коленчатого вала по расчетам получаются различные ремонтные размеры, то необходимо принять единый размер по наименьшему из них.

3. ОБОРУДОВАНИЕ, ИНСТРУМЕНТ, МАТЕРИАЛЫ

В лабораторной работе используют:

1) прибор для установки детали в центрах и проверки биения;

2) микрометр рычажный МР-50 (ГОСТ 4381-75);

3) штангенциркуль ШЦ-1-160-0.1 (ГОСТ 166-80);

4) лупа 4- кратного увеличения;

5) коленчатый вал двигателя ВАЗ 2103 с признаками износа.

4. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Изучить конструктивные элементы коленчатого вала, технологические требования к ним, характер воспринимаемых нагрузок, агрессивность среды, вид и характер дефектов, способы и средства дефектации, методы устранения дефектов.

2. Произвести осмотр коленчатого вала с применением лупы. Установить наличие, места расположения и характер отколов, рисок, задиров, выработки и других видимых дефектов. Проверить состояние фасок центровых отверстий. Результат осмотра записать в отчёт.

3. Установить вал в центрах на приборе для проверки биения. Определить радиальное биение коленчатого вала по средней коренной шейке. Для этого стержень индикатора упирают в шейку. Обеспечив на-

тяг, поворачивают коленчатый вал, пока стрелка не займет одно из крайних положений. Затем поворачивают на 180 0 и определяют новое положение стрелки. Разность между двумя показаниями и определит биение вала. Величина прогиба вала равна половине его биения.

4. Определить диаметры коренных шеек микрометром. Измерения каждой шейки вести в поясах I – I и II – II (рис.2) и двух взаимно перпендикулярных плоскостях А – А и Б-Б. Плоскость А – А для всех коренных шеек берется в плоскости кривошипа первой шатунной шейки.

5. Определить величину износа для каждой шейки U макс по формуле

(2). При этом в качестве диаметра D мин принять наименьший из че-

тырех замеренных для данной шейки диаметров.

6. Определить величину одностороннего износа U = U макс β , приняв

β = 0,6. Определить величину ремонтного размера по формуле (4), приняв значение припуска на шлифование Z =0,05 мм. Расчет ре-

монтного размера вести по шейке, имеющей наибольший износ. Принять ближайший регламентированный ремонтный размер D прин .

7. Определить овальность и конусообразность каждой шейки:

∆ ов = D а − а − D б − б ,

∆ кон = D I − I − D II − II .

8. Для каждой шейки получить по два значения конусообразности и

овальности. Наибольшие значения занести в таблицу отчета.

9. Повторить п. 4-7 для шатунных шеек коленчатого вала. Результаты занести в таблицу отчёта.

5. ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА

Отчет по лабораторной работе оформляется на листах формата А4

и должен содержать:

1) название и цель работы;

2) эскиз коленчатого вала с указанием точек замера основных геометрических параметров;

3) результаты измерений и расчётов ремонтных размеров;

4) выводы о возможности восстановления измеренного коленчатого ва-

Результаты измерений и расчетов заносят в соответствующие таблицы. Пример оформления расчетов приведен в прил. 2.

1. Перечислите основные конструктивные элементы коленчатого вала и его дефекты.

2. Какие параметры характеризуют состояние шеек коленчатого вала?

3. Как проверить коленчатый вал на прогиб?

4. Как определить значение ремонтного размера для шеек коленчатого вала?

СПИСОК РЕКОМЕДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Шадричев В.А. Основы технологии автостроения и ремонт автомобилей. – Л.: Машиностроение, 1976. – 560 с.

2. Ландо С.Я. Восстановление автомобильных деталей. – М.: Транспорт, 1987. – 260 с

3. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей: Пособие по курсовому и дипломному проектированию / Б.Н. Суханов, И.О. Борзых, Ю.Ф. Бедарев. – М.: Транспорт, 1985. – 224 с.

Номинальные и ремонтные размеры коленчатого вала ВАЗ 2103

Проверка коленчатого вала перед его ремонтом

Основные параметры, характеризующие качество шлифовки коленчатого вала. Дефекты ремонтных коленвалов: задиры и царапины на поверхностях, ускоренный износ шеек, биения и прогиб. Расчет себестоимости и амортизационных отчислений на применяемое оборудование.

РубрикаТранспорт
Видкурсовая работа
Языкрусский
Дата добавления13.05.2014
Размер файла1,6 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru

История основания марки БелАЗ Гордость бывшего СССР, Белорусский автомобильный завод расположен в городе Жодино Минской области на площади 116 га. Когда-то в его 24-х цехах работали 12 тыс. человек, которые собирали в год до 5.3 тыс. автомобилей. Сейчас на заводе 7.3 тыс. работников, которые выпускают около 1 тыс. карьерных самосвалов в год. Руководит предприятием гендиректор ПО «БелАЗ», Герой Беларуси, доктор технических наук Павел Лукьянович Мариев. БелАЗ был образован в 1958 году. И началась его история с того, что в Жодино перенесли производство знаменитого «четвертака» — 25-тонного самосвала МАЗ-525, до этого выпускавшегося в Минске. Никаких гидроусилителей и пневмоподвесок сидений не существовало и в помине, а тряска при езде по скальным породам была такая, что позвоночник не выдерживал. Чтобы облегчить свой труд, шоферы управляли машиной. стоя. Но все равно профессиональными заболеваниями водителей тех лет был не только остеохондроз, но и опущение желудка. В конструктивном плане автомобиль был тоже далек от совершенства: под нагрузкой у него горели тормозные накладки, от вибрации выходили из строя приборы. Но еще большие проблемы обнаружились после отправки первой партии МАЗ-525 на экспорт в Индию. Заказчики пожаловались на то, что у машин не переключаются передачи. Послали наших специалистов — все в порядке, переключаются. Оказывается, у индусов не хватало физических сил переместить тугой рычаг КП. В 1960 году главным конструктором завода назначили Золя Львовича Сироткина, который вместе с коллегами в свободное от основной работы время спроектировал 27-тонный БелАЗ-540 — тот самый, который долгое время был визиткой предприятия и гордостью всего тяжелого машиностроения. Вообще, мировая общественность должна снять шляпу перед умными головами тех лет: наши специалисты запатентовали одноместную кабину и самосвальный кузов ковшового типа. От ошибочных решений вроде трехосного МАЗ-530 пришлось отказаться, а векторным направлением развития стала концепция компактного карьерника, первым из которых стал БелАЗ-548А. Впрочем, жодинцы своего не упустили и умудрились сделать несколько любопытных машин. Был даже 65-тонный дизель-троллейвоз БелАЗ-524 с токосъемником, как у троллейбуса. Но «рогатый» в серию не пошел: ну кто станет тянуть провода по карьерным разрезам. Зато первые машины успели удивить минчан и пощекотать им нервы — они испытывались на троллейбусных линиях белорусской столицы. Попытка оставить узлы нетронутыми и обойтись сдвоенной ошиновкой передних колес привела к тому, что машина отличалась слабой устойчивостью, избыточной поворачиваемостью и склонностью к опрокидыванию. В итоге она так и не вышла с территории завода. Серийный 120-тонник, БелАЗ-7519, появился позже и впоследствии стал «топовой» моделью. Прошло не так много времени, и жодинцы замахнулись на машину грузоподъемностью 180 тонн, причем полностью из отечественных комплектующих. В 1981 году появился БелАЗ-7521, и всего через два года он уже трудился в объединении «Якутуголь».

Проверка коленчатого вала перед его ремонтом несколько отличается от той, которую проводят при дефектовке или сборке двигателя

Конечно, и в том, и в другом случае проверяется геометрия вала, но в нашем случае от результатов проверки зависит выбор технологии ремонта.

Для проверки вал устанавливается на призмы крайними коренными шейками, а у средних с помощью стойки с индикатором измеряется биение. Проверяется также биение хвостовика и поверхностей сальников. Далее проводят тщательное измерение диаметров коренных и шатунных шеек. При этом обращают внимание на износ средней и крайних коренных шеек (он может быть повышен), а также на эллипсность шатунных шеек. Последнее измерение выполняют в нескольких плоскостях — при наличии эллипсности минимальный размер шейки обычно получается в направлении, сдвинутом на 20-40о против вращения от плоскости, проходящей через радиус кривошипа. После этих измерений картина несколько проясняется.

Дальнейшие действия лучше проиллюстрировать на примере. Стало общепринятым, что шлифовать вал можно только в случае, если биение средних шеек относительно крайних не превышает 0,1 мм. Точнее, шлифовать-то можно и при большем биении, но тогда неизбежно возникновение дисбаланса, который после ремонта будет необходимо устранить. К сожалению, пока в отечественной ремонтной практике хорошо освоена лишь балансировка валов 4-цилиндровых рядных и оппозитных двигателей, а также рядных 6-цилиндровых и V-образных 12-цилиндровых. Остальные типы валов — 2-, 3- и 5-цилиндровых рядных двигателей, а также большинство 6- и 8-цилиндровых V-образных отбалансировать весьма и весьма проблематично. Поэтому при биении коренных шеек свыше 0,1 мм перед шлифовкой целесообразно вал править (о правке валов см. № 6/1999).

Если вал уже подвергался шлифовке, не исключено, что хвостовик и поверхности сальников несоосны коренным шейкам. Известны случаи, когда недобросовестные шлифовщики умудрялись так изуродовать вал, что биение на этих поверхностях становилось раз в десять (!) больше допустимого — более 0,1-0,15 мм. Если добавить сюда износ коренных шеек, а также их возможное взаимное биение, то при исправлении подобной «халтуры» вал, скорее всего, «не выйдет» в следующий ремонтный размер шеек. Тогда, прежде чем шлифовать, следует уточнить наличие вкладышей необходимого ремонтного размера. Кстати, такое уточнение необходимо для многих двигателей иномарок — ситуация, когда после шлифовки искомые вкладыши будут найдены лишь на бумаге каталога, не редкость.

Однако самая большая неприятность — это когда ремонтировать уже «нечего» — износ шеек превысил максимальное ремонтное уменьшение. Такой вал обычно выбраковывают, в крайнем случае восстанавливают шейки наваркой или наплавкой (эти способы — тема отдельного разговора в наших будущих публикациях).

Валы с перегретыми после разрушения подшипников шейками желательно проверить на отсутствие трещин. Такая проверка обычно выполняется с помощью специальной установки — магнитного дефектоскопа. Глубокие трещины, уходящие в тело вала, — основание для выбраковки. Иногда такие трещины видны и невооруженным глазом.

Перед установкой вала в станке необходима еще одна проверка. Вал ставят в центрах и измеряют биение хвостовика и поверхности заднего сальника. Если биение превышает 0,01-0,02 мм, необходимо править центровые фаски вала, иначе шлифовать коренные шейки будет невозможно.

Существует несколько способов правки фасок — шабрением, притиркой и протачиванием.

Первый способ прост, но неудачен, т.к. из-за неправильной геометрии фаски качество шлифовки вала будет снижено (может появиться эллипсность коренных шеек). Второй способ точен, но слишком трудоемок — в токарном станке фаска притирается с помощью абразивной пасты к коническому притиру. Наилучшие результаты дает протачивание вала в токарном станке с использованием люнета.

Отметим, что если на большинстве европейских и японских валов «кривые» центровые фаски — редкость, то у американских встречаются довольно часто, причем некоторые валы даже не имеют фасок. Из отечественных двигателей отличаются «волговские» валы — при ремонте правка их центровых фасок оказывается обязательной.

И, наконец, последняя подготовительная операция — удаление заглушек и промывка внутренних каналов. Последняя операция обязательна — во внутренних каналах около заглушек скапливается значительное количество грязи. Стоит только пренебречь промывкой, как грязь обязательно испортит самую качественную шлифовку вала, и весь ремонт двигателя пойдет насмарку.

Итак, подготовка к работе завершена. Тем не менее, приступать к шлифовке еще рано, надо проверить станок.

Станок для шлифования

Для шлифования коленчатых валов применяются специализированные шлифовальные станки с приспособлениями, позволяющими сместить ось коренных шеек относительно оси вращения вала в станке. Это необходимо для шлифования шатунных шеек.

Как показывает практика, результат ремонта вала во многом зависит не от модели шлифовального станка, а от его состояния. Поскольку дефекты станка, ошибки, небрежности и неточности при его наладке делают невозможным качественный ремонт вала. За примерами далеко ходить не надо.

Один из самых распространенных дефектов шлифовки — дробление, при котором поверхность шейки приобретает характерный «многогранный» вид. Причина этого дефекта обычно заключается в плохой подготовке шлифовального круга, когда его биение становится больше 3-4 мкм. К таким же последствиям может привести недостаточное натяжение ремней привода планшайбы передней бабки станка.

Еще один весьма распространенный дефект — несоосность центров передней и задней бабки. Это нетрудно проверить с помощью шлифованного стержня (скалки), установленного в центрах, и стойки с индикатором. Несоосность центров приводит к неправильной обкатке центровых фасок и эллипсности шеек вала, а если она обнаружена, то причина может быть, к примеру, в износе направляющих стола станка. Тогда ремонтировать надо не вал, а станок.

Очень важное значение имеет соосность патронов станка. Допустимое значение несоосности не должно превышать 0,04-0,05 мм на длине вала. Этот параметр обеспечивает параллельность осей шатунных и коренных шеек. Отметим, что он определяется состоянием станка, а измерить непараллельность шеек непосредственно на коленчатом валу невозможно.

При несоосности патронов вал, зажатый в них, вращается по очень сложной траектории, в результате чего шатунные шейки, расположенные попарно, после шлифовки оказываются на разных радиусах и сдвинутыми по окружности. Очевидно, двигатель с таким валом уже никогда не сможет работать ровно.

Непараллельность шеек проявляется при дальнейшей эксплуатации ускоренным износом шатунных вкладышей, особенно у их краев. А поскольку контролю этот параметр не поддается, то соосность патронов станка — вопрос доверия к шлифовщику.

Несоосность патронов нетрудно устранить протачиванием их кулачков в токарном станке при базировании по наружному диаметру патрона. Правда, иногда несоосность возникает из-за дефекта планшайбы передней или задней бабки. Но так или иначе, указанные дефекты должны быть устранены, иначе качество шлифовки вала будет резко снижено.

При наладке станка обязательно проверяется конусность шеек (не более 1-2 мкм). Этот параметр регулируется с помощью специальной конусной линейки станка и особенно важен при шлифовке валов с широкими шейками.

И, наконец, жесткость закрепления вала в станке: люфты в различных соединениях станка легко могут привести к дроблению или эллипсности шеек.

Наш анализ возможных дефектов и их причин показывает, как важно для обеспечения качественной шлифовки содержать станок в исправном состоянии и периодически проверять его. А это совсем не просто. Но анализ оказался бы не полным, если не отметить роль самого шлифовщика. Какой бы замечательный, новый и точный ни был станок, квалификация шлифовщика имеет решающее значение. Особенно, когда речь идет о «ловле» микронных размеров, биений, отклонений формы и расположения поверхностей. Более того, квалифицированный мастер «чувствует металл», видит, как ведет себя вал при шлифовке и при малейшем отклонении от нормы обязательно лишний раз проверит станок.

Итак, коленчатый вал проверен, станок налажен, можно шлифовать. Но о том, как это делается, читайте в наших будущих публикациях.

Основные параметры, характеризующие качество шлифовки коленчатого вала

Коленчатый вал: как будем ремонтировать? ч. 1

АЛЕКСАНДР ХРУЛЕВ, кандидат технических наук

Надо ли знать механику-мотористу технологию ремонта коленчатого вала? На первый взгляд совершенно не обязательно. Ну зачем, к примеру, вдаваться в тонкости шлифовального ремесла, если своих дел по горло? Да и станок на СТО большая редкость: вещь дорогая, своими работами его не загрузишь, окупить трудно. Лучше отдать коленвал в специализированную мастерскую — пусть шлифовщик сам думает, как его ремонтировать.

К сожалению, подобная практика «разделения труда» часто приводит к плачевному результату. Моторист, не проверив все должным образом, отдает на шлифовку коленвал, который не требует ремонта или, напротив, поврежден так, что уже не может быть качественно отремонтирован. Шлифовщик тоже «не отстает» от моториста и делает, как просят, главное, побыстрее. Далее коленвал «попадает» в двигатель практически без проверки, да и зачем проверять — моторист считает это обязанностью шлифовщика. А то, что после ремонта вал может иметь дефекты (биение, эллипсность и конусность шеек, дисбаланс), вроде и не волнует никого. Хотя нет, волнует — владелец автомобиля тысяч через . надцать пробега вспомнит моториста недобрым словом. А с того «как с гуся вода» — мол, все было сделано правильно, просто запчасти плохие подсунули.

Такая вот невеселая, но вполне типичная история. Конечно, и мотористы, и шлифовщики бывают разные. Чтобы избежать ошибок, и сделают все как надо, и проверят вал тщательно — известный принцип «доверяй, но проверяй» в таком случае работает как нельзя лучше.

А что и как надо проверять? Ответить на этот вопрос можно только обладая знанием технологии ремонта вала. Которая, в свою очередь, начинается именно с контроля.

С чего начать?

Проверка коленчатого вала перед его ремонтом несколько отличается от той, которую проводят при дефектовке или сборке двигателя (см. № 1/2001). Конечно, и в том, и в другом случае проверяется геометрия вала, но в нашем случае от результатов проверки зависит выбор технологии ремонта.

Для проверки вал устанавливается на призмы крайними коренными шейками, а у средних с помощью стойки с индикатором измеряется биение. Проверяется также биение хвостовика и поверхностей сальников. Далее проводят тщательное измерение диаметров коренных и шатунных шеек. При этом обращают внимание на износ средней и крайних коренных шеек (он может быть повышен), а также на эллипсность шатунных шеек. Последнее измерение выполняют в нескольких плоскостях — при наличии эллипсности минимальный размер шейки обычно получается в направлении, сдвинутом на 40о против вращения от плоскости, проходящей через радиус кривошипа. После этих измерений картина несколько проясняется.

Дальнейшие действия лучше проиллюстрировать на примере. Стало общепринятым, что шлифовать вал можно только в случае, если биение средних шеек относительно крайних не превышает 0,1 мм. Точнее, шлифовать-то можно и при большем биении, но тогда неизбежно возникновение дисбаланса, который после ремонта будет необходимо устранить. К сожалению, пока в отечественной ремонтной практике хорошо освоена лишь балансировка валов цилиндровых рядных и оппозитных двигателей, а также рядных цилиндровых и V-образных цилиндровых. Остальные типы валов — , и цилиндровых рядных двигателей, а также большинство и цилиндровых V-образных отбалансировать весьма и весьма проблематично. Поэтому при биении коренных шеек свыше 0,1 мм перед шлифовкой целесообразно вал править (о правке валов см. № 6/1999).

Если вал уже подвергался шлифовке, не исключено, что хвостовик и поверхности сальников несоосны коренным шейкам. Известны случаи, когда недобросовестные шлифовщики умудрялись так изуродовать вал, что биение на этих поверхностях становилось раз в десять (!) больше допустимого — более 0,0,15 мм. Если добавить сюда износ коренных шеек, а также их возможное взаимное биение, то при исправлении подобной «халтуры» вал, скорее всего, «не выйдет» в следующий ремонтный размер шеек. Тогда, прежде чем шлифовать, следует уточнить наличие вкладышей необходимого ремонтного размера. Кстати, такое уточнение необходимо для многих двигателей иномарок — ситуация, когда после шлифовки искомые вкладыши будут найдены лишь на бумаге каталога, не редкость.

Однако самая большая неприятность — это когда ремонтировать уже «нечего» — износ шеек превысил максимальное ремонтное уменьшение. Такой вал обычно выбраковывают, в крайнем случае восстанавливают шейки наваркой или наплавкой (эти способы — тема отдельного разговора в наших будущих публикациях).

Валы с перегретыми после разрушения подшипников шейками желательно проверить на отсутствие трещин. Такая проверка обычно выполняется с помощью специальной установки — магнитного дефектоскопа. Глубокие трещины, уходящие в тело вала, — основание для выбраковки. Иногда такие трещины видны и невооруженным глазом.

Перед установкой вала в станке необходима еще одна проверка. Вал ставят в центрах и измеряют биение хвостовика и поверхности заднего сальника. Если биение превышает 0,0,02 мм, необходимо править центровые фаски вала, иначе шлифовать коренные шейки будет невозможно.

Существует несколько способов правки фасок — шабрением, притиркой и протачиванием.

Первый способ прост, но неудачен, т.к. из-за неправильной геометрии фаски качество шлифовки вала будет снижено (может появиться эллипсность коренных шеек). Второй способ точен, но слишком трудоемок — в токарном станке фаска притирается с помощью абразивной пасты к коническому притиру. Наилучшие результаты дает протачивание вала в токарном станке с использованием люнета.

Отметим, что если на большинстве европейских и японских валов «кривые» центровые фаски — редкость, то у американских встречаются довольно часто, причем некоторые валы даже не имеют фасок. Из отечественных двигателей отличаются «волговские» валы — при ремонте правка их центровых фасок оказывается обязательной.

И, наконец, последняя подготовительная операция — удаление заглушек и промывка внутренних каналов. Последняя операция обязательна — во внутренних каналах около заглушек скапливается значительное количество грязи. Стоит только пренебречь промывкой, как грязь обязательно испортит самую качественную шлифовку вала, и весь ремонт двигателя пойдет насмарку.

Итак, подготовка к работе завершена. Тем не менее, приступать к шлифовке еще рано, надо проверить станок.

Какой станок лучше?

Для шлифования коленчатых валов применяются специализированные шлифовальные станки с приспособлениями, позволяющими сместить ось коренных шеек относительно оси вращения вала в станке. Это необходимо для шлифования шатунных шеек.

Как показывает практика, результат ремонта вала во многом зависит не от модели шлифовального станка, а от его состояния. Поскольку дефекты станка, ошибки, небрежности и неточности при его наладке делают невозможным качественный ремонт вала. За примерами далеко ходить не надо.

Один из самых распространенных дефектов шлифовки — дробление, при котором поверхность шейки приобретает характерный «многогранный» вид. Причина этого дефекта обычно заключается в плохой подготовке шлифовального круга, когда его биение становится больше 4 мкм. К таким же последствиям может привести недостаточное натяжение ремней привода планшайбы передней бабки станка.

Еще один весьма распространенный дефект — несоосность центров передней и задней бабки. Это нетрудно проверить с помощью шлифованного стержня (скалки), установленного в центрах, и стойки с индикатором. Несоосность центров приводит к неправильной обкатке центровых фасок и эллипсности шеек вала, а если она обнаружена, то причина может быть, к примеру, в износе направляющих стола станка. Тогда ремонтировать надо не вал, а станок.

Очень важное значение имеет соосность патронов станка. Допустимое значение несоосности не должно превышать 0,0,05 мм на длине вала. Этот параметр обеспечивает параллельность осей шатунных и коренных шеек. Отметим, что он определяется состоянием станка, а измерить непараллельность шеек непосредственно на коленчатом валу невозможно.

При несоосности патронов вал, зажатый в них, вращается по очень сложной траектории, в результате чего шатунные шейки, расположенные попарно, после шлифовки оказываются на разных радиусах и сдвинутыми по окружности. Очевидно, двигатель с таким валом уже никогда не сможет работать ровно.

Непараллельность шеек проявляется при дальнейшей эксплуатации ускоренным износом шатунных вкладышей, особенно у их краев. А поскольку контролю этот параметр не поддается, то соосность патронов станка — вопрос доверия к шлифовщику.

Несоосность патронов нетрудно устранить протачиванием их кулачков в токарном станке при базировании по наружному диаметру патрона. Правда, иногда несоосность возникает из-за дефекта планшайбы передней или задней бабки. Но так или иначе, указанные дефекты должны быть устранены, иначе качество шлифовки вала будет резко снижено.

При наладке станка обязательно проверяется конусность шеек (не более 2 мкм). Этот параметр регулируется с помощью специальной конусной линейки станка и особенно важен при шлифовке валов с широкими шейками.

И, наконец, жесткость закрепления вала в станке: люфты в различных соединениях станка легко могут привести к дроблению или эллипсности шеек.

Наш анализ возможных дефектов и их причин показывает, как важно для обеспечения качественной шлифовки содержать станок в исправном состоянии и периодически проверять его. А это совсем не просто. Но анализ оказался бы не полным, если не отметить роль самого шлифовщика. Какой бы замечательный, новый и точный ни был станок, квалификация шлифовщика имеет решающее значение. Особенно, когда речь идет о «ловле» микронных размеров, биений, отклонений формы и расположения поверхностей. Более того, квалифицированный мастер «чувствует металл», видит, как ведет себя вал при шлифовке и при малейшем отклонении от нормы обязательно лишний раз проверит станок.

Итак, коленчатый вал проверен, станок налажен, можно шлифовать. Но о том, как это делается, читайте в наших будущих публикациях.

Основные параметры, характеризующие качество шлифовки коленчатого вала

ПараметрНоминальное значениеМаксимально допустимое значение
Эллипсность шеек, мм0,0030,005
Конусность шеек, мм0,0020,005
Отклонение размеров шеек, мм0,0070,015
Взаимное биение коренных шеек, мм0,010,03
Биение хвостовика и поверхностей под сальники относительно коренных шеек, мм0,010,03
Непараллельность осей шатунных и коренных шеек, мм/длина вала0,050,2

Стандартный контроль коленвала перед шлифовкой включает измерение размеров (а) и биения (б) шеек и вспомогательных поверхностей

Если центровые фаски не обеспечивают правильной установки вала в центрах, их нетрудно проточить в токарном станке с помощью люнета

Непараллельность осей шатунных и коренных шеек непосредственно на валу не проверить, зато ее можно определить по несоосности патронов

Мотор Технологии — Санкт-Петербург © 2002-2020 тел. +7 (812) 388-08-55

Обращаем ваше внимание на то, что данный интернет-сайт носит исключительно информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437 Гражданского кодекса Российской Федерации. Для получения подробной информации пожалуйста, обращайтесь по телефону 812-3880855 или другими способами указанными вконтактах.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector