Коленчатые валы 10Д100. Коленчатые (кривошипные) валы дизеля 10Д100
 Скачать 203.4 Kb.
|
|
Коленчатые (кривошипные) валы дизеля 10Д100 Назначение: служат для преобразования поступательного движения поршней (в результате давления на них продуктов сгорания топлива) во вращательное движение вала. В дизеле работают два коленчатых вала – верхний и нижний – отличающиеся друг от друга длиной и конструкцией концевых частей. Каждый вал состоит из последовательно чередующихся коренных (опорных для вала) и шатунных (опорных для шатунов) шеек. Перемычки, соединяющие шатунные шейки с коренными, называются щёками вала. Переходные участки шеек выполнены галтелями. Концевые части вала называются хвостовиками. В процессе работы дизеля валы нагружаются силами давления газов (от поршней), а также силами инерции деталей, движущихся возвратно- поступательно, либо вращающихся. Эти силы вызывают значительные напряжения кручения и изгиба, а также крутильные колебания, вследствие чего шейки валов испытывают переменные давления, вызывающие рост сил трения и износ шеек. Поэтому коленчатые валы должны обладать высокой прочностью, жёсткостью и износостойкостью трущихся поверхностей при относительно небольшом (ограниченном) весе. Верхний и нижний коленчатые валы отлиты из специального чугуна. Шатунные шейки (или кривошипы) валов расположены (повёрнуты по окружности вращения вала) через 36 0 в соответствии с порядком работы цилиндров (вспышек). Валы имеют по 10 шатунных и по 12 коренных пустотелых шеек (счёт принято вести от хвостовика вала, обращённого к отсеку управления дизелем). Одиннадцатые коренные шейки валов предназначены для работы в опорно-упорных подшипниках и, в отличие от остальных коренных, выполнены со специальными упорными буртами и увеличены по длине. Во время работы дизеля упорные бурты валов взаимодействуют с упорными буртами вкладышей подшипников и препятствуют их осевому смещению. За одиннадцатыми коренными шейками на валах имеются большие кольцевые фланцы для крепления к ним болтами (12 болтов, из них 6 призонные) конических шестерён вертикальной передачи. На переднем конце верхнего коленчатого вала установлена на шпонке косозубая шестерня привода кулачковых валов топливных насосов высокого давления; на противоположном конце к малому кольцевому фланцу вала крепится болтами фланец привода редуктора нагнетателя второй ступени наддува дизеля. Внутри фланца предусмотрены шлицы (для передачи крутящего момента на торсионный вал). В передней части нижнего коленчатого вала на хвостовике на шпонке смонтирован антивибратор. Шпилька, ввёрнутая в торец хвостовика вала, позволяет закрепить не только антивибратор, но и упругую шестерню привода насосной группы дизеля (главный масляный и два водяных насоса), а также вилку карданного соединения вала отбора мощности. С противоположной стороны на валу обработан фланец для крепления ведущего диска дизель- генераторной муфты, и на хвостовик напрессовано стальное направляющее кольцо, по которому центрируется задний фланец якоря тягового генератора. К коренным шейкам валов обеспечивается подвод масла. Масло поступает через коренные подшипники, к которым оно подводится по маслопроводам от верхнего и нижнего масляных коллекторов дизеля. На шатунные шейки валов и далее через шатуны на охлаждение поршней, масло подводится по двум каналам, от смежных с каждой шатунной, коренных шеек. Каналы просверлены наклонно, через щёки и таким образом, чтобы исключалось пересечение внутренних пустот в шейках. Для смазывания деталей антивибратора от двух наклонных каналов в первой коренной шейке нижнего коленчатого вала в сторону хвостовика просверлены два дополнительных канала. Коренные подшипники. Верхний и нижний коленчатые валы укладывают в блоке дизеля на двенадцати коренных подшипниках скольжения. Подшипники составные из двух полуцилиндрических половин – вкладышей. Для каждого коленчатого вала одиннадцатый подшипник, считая от отсека управления дизелем, опорно- упорный. Верхний коленчатый вал лежит на вкладышах, расположенных в опорах блока (постелях бугелей), а крышки подшипников прикреплены к опорам двумя шпильками с корончатыми гайками. Нижний коленчатый вал опирается на вкладыши, уложенные в расточки крышек подшипников, каждая из которых прикреплена к соответствующей опоре блока снизу двумя болтами с корончатыми гайками. Толстостенные основания вкладышей подшипников отливают из бронзы марки ОЦС 3-12-5. После предварительной обработки, поверхности, работающие с трением, заливают центробежным способом баббитом марки БК2, а затем вкладыши растачивают окончательно. Ширина вкладышей опорного подшипника 76 -0,4 мм, опорно-упорного – 102 -0,12 мм, т.к. у последнего по краям вкладыши имеют упорные бурты. Необходимость применения толстостенных вкладышей вызвана тем, что опоры блока под вкладыши верхнего коленчатого вала в средней части имеют сужение, необходимое для выемки/постановки цилиндровых втулок в блок. Это значительно уменьшает площадь опоры. Для сохранения жёсткости и несущей способности потребовалось увеличить толщину основания вкладышей. Вкладыши нижнего коленчатого вала, по условиям унификации, также выполняют толстостенными. По толщине вкладыши изготавливают по градационным (ремонтным) размерам с интервалом между градациями 0,25 мм. Предусмотрено семь градаций, начиная с нулевой. Толщина вкладыша нулевого градационного размера 19 мм, а вкладыша седьмого градационного размера – 20,75 мм. Толщина вкладыша увеличивается за счёт наращивания толщины основания, толщина же заливки баббита при всех градационных размерах остаётся постоянной и составляет 0,7±0,2 мм. Изготовление вкладышей по градационным размерам вызвано тем, что обработка шеек коленчатых валов производится также по семи градационным размерам, при этом на каждую градацию диаметр шеек уменьшается на 0,5 мм. В зависимости от нагрузки, воспринимаемой вкладышами, их условно делят на рабочие и нерабочие. Основную нагрузку от давления газов, центробежных сил и сил инерции частей, движущихся возвратно-поступательно, несут рабочие вкладыши, уложенные в расточки крышек подшипников. Эти вкладыши выполнены бесканавочными и неодинаковыми (невзаимозаменяемыми) для верхнего и нижнего коленчатых валов. Рабочие вкладыши подшипников верхнего вала имеют с тыльной стороны профрезерованную канавку, сообщающуюся по концам с внутренней поверхностью вкладыша сквозными отверстиями. От места выхода отверстий до торцов вкладыша на внутренней поверхности выполнены серповидные вырезы. У подшипников нижнего вала рабочие вкладыши на внутренней поверхности, начиная от торцов, также имеют серповидные вырезы. Отсутствие на рабочих поверхностях сквозных канавок для растекания масла позволяет создать условия, при которых увеличивается давление внутри масляного слоя, обеспечивая жидкостное трение с шейками вала и надёжную работу подшипников. Нерабочие вкладыши, установленные в постели опор блока дизеля, выполнены канавочными и одинаковыми по исполнению для подшипников верхнего и нижнего коленчатых валов. У таких вкладышей на внутренней рабочей поверхности расточена канавка, а в середине просверлено сквозное отверстие для подвода масла (на верхнем коленчатом вале оно не задействовано). Конструктивно нерабочие вкладыши опорно-упорных подшипников отличаются от опорных наличием по торцам буртов, которыми вкладыши охватывают опоры подшипников. Снаружи бурты залиты слоем баббита и имеют обработанную по дуге канавку, соединённую каналом с канавкой на внутренней рабочей поверхности вкладыша. От проворота и осевого смещения вкладыши подшипников фиксируют штифтами, для чего по торцам и с тыльной стороны вкладышей со смещением от центра засверлены глухие отверстия. При установке вкладышей по месту их торцы должны возвышаться из постелей бугелей и расточек в крышках, что обеспечит торцовый натяг при взаимном прижатии вкладышей. Натяг способствует плотной посадке вкладышей и, совместно со стопорными штифтами, препятствует их провороту. Зазоры «на масло» в коренных подшипниках устанавливают в пределах 0,15-0,3 мм, браковочный – более 0,35 мм; осевой разбег вала в опорно-упорном подшипнике – в пределах 0,12-0,4 мм, браковочный – более 0,45 мм. Зазором «на масло» в подшипнике скольжения принято называть диаметральный зазор между шейкой вала и подшипником, измеренный по оси вала в вертикальной плоскости. Измерение зазора «на масло» производится с каждой стороны подшипника. При измерениях щупом (наиболее распространённый способ) за действительную величину зазора принимается среднеарифметическая величина зазоров, полученных с обеих сторон подшипника. Рабочие вкладыши коренных подшипников верхнего коленчатого вала при маркировке обозначают ВГ (верх гора), нерабочие ВД (верх дно); нижнего вала – рабочие НД (низ дно), нерабочие НГ (низ гора). Крышки коренных подшипников изготавливают штамповкой из легированной стали и подвергают термической обработке. Крышки растачивают совместно с блоком и тщательно подгоняют опорные поверхности. В середину расточки каждой крышки со смещением от центра запрессован штифт для фиксации рабочих вкладышей коренных подшипников. В крышке имеются два отверстия, через которые проходят болты, либо шпильки, крепящие её к опоре блока дизеля. Шпильки и болты изготавливают из качественных легированных сталей, термически обрабатывают, полируют и дефектоскопируют. При установке по месту на торцах шпилек и болтов наносят маркировки местоположения, а также метки взаимного положения с гайками после затяжки. |