Організація та методика виконання роботи
У процесі експлуатації колінчастий готівка зношується: іноді відбувається рівномірне потонання його шийок, але частіше спотворюється їх геометрична форма, з'являється овальність, конусність і бочкоподібність. Крім того, під дією закономірних циклічних навантажень можливе утворення на поверхні шийок та щік втомних тріщин.
Так як колінчастий вал працює в дуже важких умовах, стан його пред'являються високі вимоги. При постановці судна на ремонт колінчастий вал піддається дефектації: ретельному обміру визначення фактичних розмірів і геометричної форми робочих шийок, візуальному огляду виявлення можливих тріщин та інших ушкоджень.
Рекомендується, крім візуального огляду, робити дефектоскопію, оскільки непомітні на око тріщини можуть і подальшої експлуатації призвести до поломки валу.
На оглянутий і обмірений вал складається акт дефектації, що використовується при вирішенні питання про подальше використання валу, необхідний ремонт, вибракування тощо. Дані акта порівнюються з вимогами, що пред'являються до стану колінчастого валу.
Вимоги до стану колінчастого валу при збиранні нового двигуна або після великого ремонту:
1. Неспіввісність рамової шийки щодо двох крайніх шийок (абсолютна неспіввісність) має перевищувати: для шийок діаметром до 180мм – 0,025 – 0,03мм.
Неспіввісність рамової шийки щодо осі, що проходить через дві будь-які шийки (відносна неспіввісність) не повинна перевищувати для шийок діаметром до 180мм0,01мм, понад 180мм– 0,015 – 0,02мм.
2. Вісь мотильової шийки повинна бути паралельна осі рамових шийок. Непаралельність, що допускається, 0,1 мм/м.
3. Торцева площина сполучного фланця повинна бути,перпендикулярна до осі валу. Неперпендикулярність, що допускається, становить при жорсткому з'єднанні фланця на більше 0,05 при інших з'єднаннях не більше 0,3 мм/м.
4. Кути розвороту між мотилями щодо будь-якого мотиля прийнятого за базу повинні бути витримані в межах ±30хв.
5. Ексцентриситет, тобто відстань між осями мотилевої та рамової шийок, витримується з точністю від ±0,1 до ±0,25мм.
6. Діаметри однойменних шийок можуть відрізнятися лише на величину допуску 2-го класу.
7. Овальність, конусність, бочкоподібність і корсетність рамових і мотилевих шийок не можуть перевищувати 0,03мму тихохідних і 0,01мму швидкохідних двигунів.
Мал. 16. Основні дефекти колінчастого валу на прикладі суднового дизельного двигуна: 1 - вигин валу 2-знос зовнішньої поверхні фланця 3-биття торцевої поверхні фланця; 4 - знос маслозгінних канавок; 5 - знос отвору під підшипник; 6-знос отворів під болти кріплення маховика; 7 - знос корінних та шатунних шийок; 8-знос шийки під шестірню і маточину шківа; 9 - знос шпонкової канавки по ширині; 10- збільшення довжини передньої корінної шийки; 11 - збільшення довжини шатунних шийок
Обладнання та оснащення. Лабораторний стіл, призми, стійка мікрометра С-IV, шків Ш-П-Н, Лупа 4-кратного збільшення, мікрометр МК, штангенциркуль ШЦ 1-160-0.1, штангенциркуль ПР-250-00.5, Індикатор годинного типу, мікрометричний глибиномір 0- 100, штанген-глибиномір.
Порядок виконання.
- Визначити основні конструктивні елементи колінчастого валу і виливати вид і характер навантажень, що сприймаються ними, види руйнівних процесів і можливі дефекти.
- Встановити методи виявлення.
Колінчастих валів і вибративідповідні їм вимірювальні засоби.
- По кожному конструктивному елементу колінчастого валу визначити її технологічні параметри розміри за робочим кресленням допустима без ремонту, ремонтні вимоги до точність розміру, форма і розташування, до якості робочої поверхні та їх значення. характеру та розташування.
- За допомогою мікрометра виміряти діаметри корінних та шатунних шийок. Вимірювання кожної шийки провести в поясах І-І та ІІ-ІІ (див малюнку) у двох взаємно перпендикулярних площинах А-А та Б-Б. Пояси знаходяться в кінці шийки на відстані рівній т/год від її загальної довжини
- Визначити величину загального зносу – для всіх колінчастих та шатунних шийок.
Де dН –діаметр шийки до початку експлуатації
dі – мінімальний діаметр зношеної шийки.
- Визначити величину одностороннього нерівномірного зносу - UІМ
Де β=0,6 коефіцієнт нерівномірності зношування.
- Визначити нециліндричність (овальність та конусоподібність), мм
З двох значенні нециліндричності з кожної поверхні шийок валів враховує лише максимальне значення.
- Визначити розміри обробки корінних та шатунних шийок (при зносі в межах ремонтних розмірів). Розрахунок вести по шийки має найбільший знос.
Де Z – мінімальний односторонній припуск для шліфування 2Z=0.05мм
Де а1, а2 –показання штангенрейсмусу при верхньому та нижньому коливаннях шатунної шийки, мм
- визначити радіальне биття колінчастого валу по середній шийці. Для цього стрижень індикатора зміцнити в середньому корінну шийку і повертаючи вал встановити дві крайні положення стрілкиіндикатор. Різниця між двома показаннями індикатора вказує на величину биття колінчастого валу.
- Порівнюючи дійсна стани колінчастого валу з технологічними вимогами дати висновки по кожному конструктивному елементу підлягає дефектації.
Встановити шатунну шийку у верхнє положення 1 і виміряти відстань d1 до опорного майданчика, повернути колінчастий вал 3 на 180 ° і заміряти d2 вісь корінних шийок.
Мал. 18. Схема визначення радіуса кривошипу колінчастого валу
Обчислити радіус кривошипу
Дефекти колінчастого валу та методи їх визначення
Якщо блок циліндрів є "базою" автомобільного двигуна, то колінчастий вал виконує іншу найважливішу функцію - саме з нього знімається корисна потужність на трансмісію та навісні агрегати. Тобто власне те, заради чого і потрібен двигун. Якщо колінвал вийде з ладу, то неминуче повне розбирання двигуна для ремонту. Причому, у виняткових випадках, поломка колінвалу призводить до тяжких наслідків – аж до руйнування блоку. Грамотне дефектування колінчастого валу допоможе не тільки визначити причини поломок, але й збереже чимало часу та сил при ремонті.
Дефект 1.Сильний знос і задираки на поверхнях корінних і шатунних шийок колінчастого валу.
Недостатній тиск у системі мастила.
Недостатній рівень олії в картері.
Сильний перегрів, що призводить до розрідження олії.
Попадання в олію палива (бензину або дизпалива), що призводить до розрідження олії.
Засмічений масляний фільтр.
Робота двигуна на брудній олії.
Капітальний ремонт двигуна Шліфування шийок колінвала в ремонтний розмір та встановлення потовщених (ремонтного розміру) вкладишів. В деяких випадках -заміна валу. Перевірте посадкові місця під вкладки колінчастого валу в блоці циліндрів та нижніх головок шатунів, системи мастила та масляного насоса і при необхідності відремонтуйте або замініть масляний насос. Прочистіть, промийте та продуйте масляні канали блоку циліндрів і колінчатого валу. Перевірте системи охолодження, при необхідності відремонтуйте її. Перевірте, чи при необхідності відремонтуйте системи живлення.
Дефект 2.Сильний знос торцевих поверхонь під упорні півкільця колінчастого валу.
Несправність приводу вимкнення зчеплення.
Стоянка на місці з працюючим двигуном та з вичавленим зчепленням.
Рух із неповністю відпущеною педаллю зчеплення.
За наявності подібних пошкоджень колінчастий вал, як правило, ремонтується обробкою упорних фланців у ремонтний розмір з подальшою установкою потовщених (ремонтного розміру) напівкілець. У деяких випадках потрібна заміна колінчастого валу. Перевірте при воді вимикання зчеплення і у разі несправності відремонтуйте його. Не тримайте ногу на педалі зчеплення без необхідності.
Дефект 3.Подряпини на поверхні корінних і шатунних шийок колінчастого валу
Великий пробіг двигуна.
Попадання сторонніх частинок у моторне масло.
Перевірте справність системи мастила.
Застосовуйте моторну олію належної якості та регулярно, у визначені виробником терміни, змінюйте моторну олію та фільтр. За наявності подібних пошкоджень колінчастий вал, як правило, ремонтується шліфуванням шийок у наступний ремонтний розмір.
Примітка. Подібні сліди є непрямою ознакою зношування шийок колінчастого валу. Перевірку зносу, еліпсності та конусності кожної шийки слід виконувати так: за допомогою мікрометра вимірюємо кожнушийку у двох взаємноперпендикулярних площинах і порівнюємо отримані дані з розмірами, передбаченими виробником. Якщо отриманий розмір виходить за межі зазначених допусків, вал ремонтується шліфуванням шийок до наступного ремонтного розміру.
Дефект 4.Прогин колінчастого валу.
Обов'язково перевірте вигин колінчастого валу. Особливо важлива ця процедура для двигунів важких вантажівок та будівельної техніки. Вал укладається на призми, встановлені на металевій плиті. За допомогою стрілочного індикатора, встановленого на стійці, перевіряємо прогин осі коленвала, обертаючи колінвал. Вигин не повинен перевищувати: для легкових двигунів 0,05 мм; для вантажних двигунів 0,1 мм. За потреби зробіть правку ("випрямлення") колінчастого валу. Ця операція допоможе виявити наявність тріщин.
Дефект 5.Тріщини коленвала.
Причини перераховані раніше, у пункті 1. До появи тріщин у колінвалі може також призвести руйнування поршня та шатуна внаслідок гідроудару чи потрапляння до циліндра сторонніх предметів.
Колінчастий вал ремонту не підлягає.
Примітка. Визначити наявність тріщин та їх розміри можна візуально чи за допомогою невеликого молотка. При ударі молотком повинен лунати чистий, а не деренчливий звук.
Дефект 6.Вироблення та подряпини на поверхні під сальники колінчастого валу.
Тривала робота двигуна.
Попадання сторонніх частинок у моторне масло.
Неакуратне поводження з колінчастим валом під час заміни сальників на двигуні.
Заміна колінчастого валу. За наявності незначних подряпин можливе шліфування поверхонь під сальники. При незначному виробленні можливе встановлення нових сальників з невеликим осьовим зміщенням.
Дефект 7.Руйнування шпонковихпазів та посадкових місць під штифти та втулки.
Неправильна затяжка болтів, що кріплять шківи та маховики. Биття шківів.
Наслідки аварії, за якої сталася деформація моторного відсіку.
Заміна колінчастого валу. У деяких випадках можливе прорізання нового паза шпонки або посадкового місця під штифт або втулку. При складанні двигуна з таким коленвалом потрібна особлива увага при суміщенні міток на шківах або шестернях ГРМ.
Дефект 8.Руйнування різьблення в отворах кріплення.
Неправильне затягування кріпильних болтів.
Заміна колінчастого валу. У виняткових випадках можливе нарізування різьблення більшого діаметра.
Необхідно пам'ятати: після ремонту колінчастий вал повинен бути ретельно промитий і продутий стисненим повітрям для видалення забруднень.
Перевірка шийок колінчастого валу здійснюється контактним способом (метод мікрометражу), для чого використовуються мікрометри з межею вимірювання 150-175 та 200-225 мм. Мікрометри перед вимірюванням необхідно перевірити і виставити за еталонами, що додаються до них. Робота проводиться з використанням верхнього колінчастого валу ДВЗ типу 2Д100.
3.2. Порядок виконання роботи
Контроль стану шийок колінчастого валу (крім операції огляду та виявлення тріщин) складається з вимірювання овальності та конусності корінних та шатунних шийок. За величиною овальності та конусності шийки судять про характер її зношування. Овальність та конусність шийки знаходять шляхом вимірювання її діаметра мікрометром у наступному порядку.
Вимірюють діаметр корінної або шатунної шийки мікрометром у двох поясах та у чотирьох площинах (рис. 3.1). Результати обмірів заносять до карти вимірів журналу лабораторних робіт.
Знаходять найбільшу алгебраїчну різницю діаметрів у двох взаємно-перпендикулярних площинах а-а, б-б, в-в, г-г окремо по кожному поясу. Максимальна різницю приймається за дійсну величину овальності даної шийки.
Знаходять найбільшу різницю діаметрів в одній із чотирьох площин 1-го та 2-го поясів вимірів. Ця різниця приймається за дійсну конусність контрольованої шийки валу.
Мал. 3.1. Схема вимірювання шийок колінчастого валу
Дійсні величини овальності та конусності шийок порівнюють з допустимими, зазначеними в правилах деповського ремонту, і роблять відповідний висновок про можливість подальшої експлуатації або необхідність ремонту валу.
Наприклад, шляхом вимірювання визначено такі діаметри шатунної шийки (табл. 3.1).