дефек коленвала. Лабораторная работа 2 дефектация коленчатого вала двигателя
 Скачать 34.63 Kb.
|
|
Лабораторная работа № 2 ДЕФЕКТАЦИЯ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА ДВИГАТЕЛЯ Коды формируемых компетенций в результате изучения работы: ПК 2.1-2.4, ОК 1- ОК 10. Цель работы: закрепление и развитие знания, способов, средств и техники дефектации коленчатого вала, приобретение практических навыков определения дефектов и их сочетаний, использования средств контроля и руководства по капитальному ремонту автомобилей, уяснение характера работ, выполняемых дефектовщиком. Коленчатый вал предназначен для передачи усилия от шатуна на трансмиссию, преобразования сложного движения шатуна во вращательное. Во время работы двигателя на коленчатый вал воздействуют очень большие изгибающие и закручивающие нагрузки, поэтому вал должен быть очень прочным. Способность вала сопротивляться нагрузкам зависит от материала, из которого сделан вал и от его конструкции, при этом стоимость изготовления вала тоже имеет большое значение в конкурентной борьбе. Расположена эта деталь непосредственно в двигателе автомобиля, и его конструкция напрямую зависит от движка. Однако, несмотря на это, в конструкциях абсолютно всех коленчатых валов наблюдается много общего. В качестве опоры выступают коренные шейки, в основном, применяется конструкция с четырьмя опорами, но встречаются и трехопорные. В шестицилиндровых двигателях расположены валы, у которых семь опор. Для того чтобы деталь была уравновешена, необходим противовес, а если диаметры цилиндров небольшие, тогда применяется одинарный противовес. Благодаря ним обеспечивается плавная работа всего двигателя. Коленчатые валы автомобильных двигателей изготавливают из углеродистых, хромомарганцевых, хромоникельмолибденовых, и других сталей, а также из специальных высокопрочных чугунов. Наибольшее применение находят, стали марок 45, 45Х, 45Г2, 50Г, а для тяжело нагруженных коленчатых валов дизелей — 40ХНМА, 18ХНВА и др. Коренные и шатунные шейки подвергаются закалке ТВЧ на глубину 1,53 мм, твердость шеек HRС 50-60 В процессе работы на коленчатый вал воздействуют силы трения, вибрации, знакопеременные нагрузки, среда и др. Это вызывает износ шатунных и коренных шеек (Δизн до 0,1 мм), они изнашиваются неравномерно: по длине принимают форму конуса, по диаметру овала (Δнецил до 0,08 мм); нарушение качества поверхности шеек (задиры, риски, коррозия); механические повреждения (трещины, дефекты резьбы); прогиб коленчатого вала (Δбиения до 0,150 мм); износ отверстий во фланце под подшипник ведущего вала коробки передач. Прогиб коленчатого вала приводит к нарушению перпендикулярности оси вала к оси цилиндра, вследствие чего условия смазки сопряженных поверхностей ухудшаются, масляная пленка на трущихся поверхностях разрушается, появляется граничное или сухое трение. Рис. 2.1. Основные дефекты коленчатого вала. 1- изгиб 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 и 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. Рабочие коленчатые валы должны отвечать техническим условиям: -овальность и конусность коренных и шатунных шеек не должна превышать по длине шейки 0,01…0,02 мм в зависимости от модели; -биение вала по средней шейке должно быть не более 0,03…0,05 мм в зависимости от модели; -шероховатость поверхностей шеек должна 0,16…0,32 в зависимости от модели; -одноименные шейки должны быть прошлифованы под один ремонтный размер; -радиус кривошипа должен быть в пределах, в зависимости от модели. В процессе дефектации необходимы измерительные приборы и устройства: -прибор для установки деталей в центрах и измерения биения модели ПБМ500; - штатив Ш-П-Н; - лупа четырехкратного увеличения; - штангенциркуль ШЦ-1-160-0,1; - микрометры МК 50, МК 75, МК 100; -штангрейсмус ПР 250-0,05; -индикатор часового типа НЧ на штативе; -шаблоны для измерения длины коленчатого вала; - призмы 100х100х65 мм. Перед дефектацией коленчатого вала, деталь необходимо тщательно осмотреть, визуально исследовав каждый элемент –оценив состояние поверхностей, наличие трещин или изломов, состояние всех отверстий, в том числе и резьбовых. Изучив визуально состояние элементов коленчатого вала необходимо провести замеры шатунных и коренных шеек. Измерение каждой шейки провести в поясах I -I; II-II и двух взаимно перпендикулярных плоскостях А-А и Б-Б (А-А для всех коренных шеек принимается в плоскости кривошипа первой шатунной шейки). Пояса находятся у концов шейки на расстоянии, равном 1/4 от ее общей длины, первый пояс ближе к носку вала. По результатам измерений определяется овальность, конусность. Признаки овальность DА-DБ>0,02мм, сечению окружности шейки характерна овальность. Причем значение овальности выше допустимого значения – 0,01…0,02 мм. DА-DБ =0…0,02 мм, овальности в сечении окружности шейки нет. Признаки конусности DI-DII>0,02мм, шейкам характерна конусность. Причем значение конусности выше допустимого значения – 0,01…0,02 мм. DI-DII =0…0,02 мм, конусности шейки нет. Значение DА, DБ, DI, DII определяется строго по схеме, с помощью рабочего, поверенного микрометра. После определения овальности и конусности шеек коленчатого вала, определяется радиус кривошипа с помощью устройства Рис.2.2. Устройство и схема определения радиуса кривошипа. Установить шатунную шейку в штангрейсмус в верхнее положение 1 и замерить расстояниеd1 до опорной площадки, повернуть коленчатый вал 3 на 180° и замерить расстояние d2, 2 -ось коренных шеек. Вычислить радиус кривошипа Радиальное биение коленчатого вала определяют по средней шейке. Для этого стержень индикатора упирают в среднюю коренную шейку. Обеспечив натяг 2-3 мм, поворачивают коленчатый вал, пока стрелка не займет одно из крайних положений, затем поворачивают вал на 180° и определяют новое положение стрелки. Разность между двумя показаниями определит биение вала. Величина прогиба вала равна половине величины его биения. Состояние резьбовых отверстий определяется с помощью калибра. Наиболее часто встречающиеся дефекты коленчатых валов: обломы и трещины; изгиб вала (5—10 % от общего количества коленчатых валов, поступающих в капитальный ремонт); износ коренных и шатунных шеек. При восстановлении и ремонте коленчатых валов необходимо обратить внимание на следующие моменты: - форма галтелей после перешлифовки шеек (переход от шейки вала к щеке выполненный в виде радиуса) должна быть плавной, кромки, подрезы, ступени и риски не допускаются; - при замене коленчатого вала с использованием противовесов, спрессованных с вала, вышедшего из строя, повторная балансировка не требуется, так как при изготовлении все детали двигателя (коленчатые валы, противовесы, маховики, шкивы) балансируются раздельно; - установка на двигатель противовесов и маховиков от двигателей других моделей не допускается; - правка коленчатого вала не допускается. Устранять прогиб коленчатого вала следует только перешлифовкой шеек в ремонтный размер; - сборку коленчатого вала с шестернями и противовесами по прессовой посадке следует производить с нагревом последних в соответствии с требованиями сборочного чертежа на ремонтный коленчатый вал. Запрессовка не допускается; - вместе с коленчатым валом подлежат замене следующие сопряженные с ним детали: вкладыши коренной опоры и нижней головки шатуна, упорные полукольца. Размеры коренных и шатунных шеек коленчатого вала. Таблица 2.1. Марка ДВС Шейка вала Размер Ст. Размер Н1 Размер Н2 Размер P1 Размер P2 Размер P3 Размер P4 Твер. шеек Радиус кривошипа СМД-14, 24 Кор. 88,25 -0,100 -0,115 88,00 -0,100 -0,115 87,50 -0,100 -0,115 87,00 -0,100 -0,115 86,50 -0,100 -0,115 86,00 -0,100 -0,115 45 70.00 +0,02 Шат. 78,25 -0,095 -0,110 78,00 -0,095 -0,110 77,50 -0,095 -0,110 77,00 -0,095 -0,110 76,50 -0,095 -0,110 76,00 -0,095 -0,110 Изгиб вала устраняют, если биение средней коренной шейки относительно крайних превышает допустимое отклонение. Правят коленчатые валы статическим нагружением в холодном состоянии или местным наклепом щек (рис. 2.3.) пневматическим молотком с закругленным бойком, что предпочтительнее правки статическим нагружением, так как при применении этого высокопроизводительного метода достигается высокая точность и не снижается усталостная прочность вала. Шейки валов изнашиваются по длине на конус, по поперечному сечению на эллипс, поэтому износ шеек измеряют микрометром в трех сечениях — по середине и в 10 мм от галтелей в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Если эллипсность и конусность коренных шеек превышают допустимое отклонение, а также на шейках имеются задиры, глубокие царапины или износ превышает допустимый размер, то шейки перешлифовывают на категорийный ремонтный размер. Все одноименные шейки вала должны обрабатываться на один ремонтный размер. Шейки шлифуют на специальных шлифовальных станках, снабженных набором приспособлений для установки и выверки вала в процессе шлифовки. Сначала шлифуют начерно и начисто коренные, а затем — шатунные шейки. Перед шлифовкой шеек отверстия масляных каналов притупляют зенковками. Для получения требуемой шероховатости шейки после шлифовки полируют абразивными или алмазными лентами или жимками с применением пасты ГОИ. Шейки коленчатых валов, вышедшие за пределы последнего ремонтного размера, восстанавливают автоматической наплавкой под слоем флюса с последующей нормализацией при 600—650 °С, проточкой, упрочнением галтелей поверхностным пластическим деформированием и закалкой ТВЧ, шлифованием и полированием на номинальный размер. Перед наплавкой смазочные отверстия в шейках закрывают медными или графитовыми пробками. Рис. 2.3. Схема правки коленчатого вала местным наклепом. Шейки стальных коленчатых валов восстанавливают также хромированием, электроимпульсной наплавкой, электрсхконтактным напеканием металлических порошков и пр. Износ отверстия под подшипник в торце вала устраняют запрессовкой втулки и расточкой ее на номинальный размер. Завершающая операция при восстановлении коленчатых валов — балансировка. После сборки с маховиком и сцеплением коленчатый вал подвергают повторной балансировке. У восстановленных валов эллипсность и конусность шеек должны быть не более 0,02 мм, биение средних коренных шеек относительно крайних — не более допустимое отклонение, биение фланца маховика по торцу на крайних точках — не более допустимое отклонение, радиусы галтелей и кривошипов — в соответствии с техническими условиями. Вкладыши коренных и шатунных подшипников изготовляют из биметаллической ленты, состоящей из стальной полосы и полосы антифрикционного слоя. Основные дефекты вкладышей — износ по внутреннему и реже наружному диаметрам, выкрашивание и выплавление антифрикционного слоя, смятие или срезание фиксирующих выступов. При наличии указанных дефектов, а также в случаях, когда зазор между шейкой вала и вкладышем становится более допустимого, вкладыш заменяют. Порядок проведения работы – дефектация коленчатого вала. 1. Изучить представленный образец, определить его модификацию. 2. На основе предложенной модели определить рабочие параметры элементов коленчатого вала. 3. Провести внешний осмотр состояния всех элементов коленчатого вала. 4. Результаты осмотра занести в рабочую тетрадь. 5. Провести замеры элементов коленчатого вала с помощью измерительных приборов. 6. Результаты замеров занести в рабочую тетрадь. 7. На основании требований к рабочим параметрам элементов коленчатого вала, а так же фактического их состояния (по результатам визуального осмотра и фактических замеров), определить фактическое отклонение от рабочей нормы. 8. По полученным фактическим отклонениям рабочего состояния элементов коленчатого вала определить их допустимое или недопустимое отклонение (норма, допустимое отклонение, брак), по каждому показателю. 9. На основании состояния каждого элемента (норма, допустимое отклонение, подлежит к ремонту, брак) сделать выводы о состоянии предложенного коленчатого вала в целом. 10. Результаты занести в рабочую тетрадь. 11. Сделать выводы по всей работе. 12. Ответить на контрольные вопросы в рабочей тетради. 13. Защитить работу у преподавателя.__ |