Файл: 1. Назначение, конструкция и техническая характеристика коленчатых валов и их подшипников дизеля.rtf
Добавлен: 09.11.2023
Просмотров: 267
Скачиваний: 7
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СодержаниеВведение1. Назначение, конструкция и техническая характеристика коленчатых валов и их подшипников дизеля2. Характеристика работ при техническом обслуживания и текущих ремонтах коленчатых валовленчатый ремонт вал технический3. Методы и технология ремонта коленчатых валов и их подшипников дизеля4. Техника безопасностиСписок использованной литературыВведениеКоленчатый вал дизеля работает в очень сложных и тяжелых условиях. Он испытывает значительные усилия давления газов, передающиеся шатунно-поршневым механизмом, от сил инерции поступательно и вращательно движущихся масс, а также усилия моменты, возникающие вследствие крутильных колебаний.Учитывая сложность изготовления большую трудоемкость при замене коленчатых валов, к материалу и качеству их изготовления предъявляют высокие требования. Коленчатые валы дизелей изготовляют из стали ковкой или штамповкой либо из высоко-прочного чугуна путем отливки. Стальные валы более надежны в эксплуатации, но трудоемки в изготовлении.Изготовление коленчатых валов литьем позволяет с наименьшими затратами получить наиболее приемлемую форму щек кривошипов и более рациональное распределение металла за счет выполнения коренных и шатунных шеек пустотелыми, что уменьшает массу валов при сохранении относительно высокой прочности. Для повышения прочности вала на изгиб галтели шеек вала специально упрочняют накаткой роликами.1. Назначение, конструкция и техническая характеристика коленчатых валов и их подшипников дизеляКоленчатый вал вращающееся звено кривошипного механизма, состоящее из нескольких соосных коренных шеек, опирающихся на подшипники, и одного или нескольких колен, каждое из которых составлено из двух щек и одной шейки, соединяемой с шатуном.Коленчатый вал вместе с блоком цилиндров является важнейшей базовой деталью дизеля, в значительной степени определяющей срок его службы. Основными неисправностями коленчатых являются: сверхнормативный износ шеек; трещины и изломы, которые могут быть следствием нарушений при изготовлении или ремонте вала, в частности неправильной установки в подшипниках; выкрашивание, коррозия и износ баббитовой заливки вкладышей; износ вкладышей и потеря торцового натяга; трещины крышек кодах подшипников.
У дизелей при техническом обслуживании открывают крышки блока и картера, убеждаются в отсутствии частиц баббита вблизи подшипников и трещин крышках, проверяют крепление гаек подшипников путем их остукивания молотком, состояние шплинтов. Шплинты в прорезях гаек должны сидеть плотно, а их концы должны быть разведены в горизонтальной плоскости. Определяют плотность посадки вкладышей в подшипниках положению стыков вкладышей, которые должны совпадать с плоскостью разъема крышки подшипника. Кроме того, плотность посадки контролируют путем обстукивания боковых поверхностей вкладышей медным молотком, прикладывая при этом пальцы руки к вкладышу и корпусу подшипника.Осматривают маслопровод в картере и трубки, подводящие масло на смазку подшипников.2. Характеристика работ при техническом обслуживания и текущих ремонтах коленчатых валовколенчатый ремонт вал техническийКоленчатый вал в паре с блоком цилиндров являются основными базовыми деталями, определяющими срок службы дизеля. Поэтому вопросам их содержания, ухода и качественного ремонта придается большое значение. Исправная работа коленчатого вала с подшипниками зависит от правильности укладки коленчатого вала, состояния поверхности его шеек и вкладышей, подачи смазки в нужном количестве и необходимого качества и других условий. Основными неисправностями коленчатых валов являются: излом вала по шейкам или щекам, трещины в шейках вала, чаще по галтели, задир шеек вала, повышенная овальность коренных или шатунных шеек, повреждения элементов соединения вала с антивибратором, приводом насосов и распределительных валов, изгиб вала.Рис. 1 Излом коленчатого вала по щекеПричинами излома коленчатых валов являются: высокий уровень знакопеременных напряжений от изгиба или крутильных колебаний вала, литейные дефекты и дефекты обработки вала (рыхлоты, пористости, плены, подрезы). Повышение уровня напряжений на изгиб в шейках и щеках вала происходит в результате образования ступенчатости смежных опор, увеличенного изгиба вала, нарушения уравновешенности вала (неправильный подбор поршней и шатунов по массе).Задир шеек вала происходит вследствие: перекрытия отверстий для подачи смазки при провороте ослабших вкладышей подшипников коленчатого вала или выхода из строя масляного насоса и неисправности реле давления масла, которое служит для остановки дизеля с целью предотвращения задира шеек вала; попадания абразивных частиц между вкладышем и шейкой вала; запуска дизеля без предварительной прокачки масла; разжижения дизельного масла несгоревшим топливом, которое при чрезмерной подаче или подтекании форсунок стекает по стежкам цилиндровых втулок в картер дизеля; попадания охлаждающей воды в дизельное масло при нарушении герметичности уплотнения втулок цилиндров в блоке дизеля, рубашек на втулках, адаптеров, водяных переходников и выпускных коллекторов.
Изгиб вала бывает двух видов: упругий и остаточный. Упругий изгиб вала происходит под действием сил, действующих от шатунов, при неправильной укладке коленчатого вала в постелях блока и нарушении центровки валов.Остаточный изгиб коленчатого вала образуется в результате неправильной шлифовки коренных шеек (несоосность шеек) или релаксации остаточных внутренних напряжений, а также неправильной укладки вала при его хранении.При техническом обслуживании и текущем ремонте через открытые люки блока и картера проверяют: нет ли частиц баббита вблизи подшипников, трещин в крышках, крепления гаек коренных и шатунных подшипников коленчатого вала, положение стыков вкладышей (нет ли проворота), состояние шплинтов. При техническом обслуживании и текущих ремонтах проверяют целостность масляного коллектора и маслоподводящих трубок.Зазором «на масло» называют суммарный зазор между шейкой вала и вкладышами подшипника (верхним и нижним). При отсутствии провисания шейки вала весь зазор «на масло» будет расположен между шейкой вала и верхним вкладышем.На текущем ремонте коренные подшипники коленчатого вала дизеля разбирают. Вал снимают. Для этого предварительно снимают переднюю торцовую и верхнюю крышки блока, разбирают шатун-е подшипники и опускают. Затем отвертывают гайки шпилек крышек коренных подшипников, отсоединяют маслоподводящие трубки, снимают крышки.Перед снятием коленчатого вала извлекают нижний вкладыш опорно-упорного подшипника с тем, чтобы при перекосе вала во время подъема не повредить подшипник. Блочные (нерабочие) вкладыши выкатывают специальными пальцами, которые вставляют в смазочные отверстия шеек вала. При повороте коленчатого вала на 180° палец выталкивает вкладыш из постели. Вал зачаливают за крайние шатунные шейки специальным чалочным приспособлением с захватами, транспортируют краном и укладывают на специальную подставку, имеющую не менее трех опор.Шейки коленчатых валов, имеющие овальность и забоины болеедопустимых значений, а также задиры обрабатывают шлифовкой на специальных станках с последующим их полированием. Шлифуют шейки до следующего градационного размера. Всего установлено семь градационных размеров. Смежные градации отличаются на 0,5 мм друг от друга.Полируют одновременно все шейки вала на станке. На шейки вала закрепляют хомуты с войлочными подкладками, на которые наносят полировальную пасту. Направление вращения коленчатых валов при полировании должно совпадать с рабочим направлением, в противном случае могут возникать задиры шеек вала при работе дизеля. Это явление объясняется следующими причинами: коленчатые валы дизелей изготовляют из высокопрочного чугуна, шарообразные глобули графита которого окружены ферритовой оторочкой. Эти оторочки, выходящие на поверхность шейки и заполированные, при движении против направления полирования действуют как зубцы и задирают подшипник, а затем шейку вала. Шероховатость поверхности шеек валов должна быть не ниже 8-го класса.
Для повышения усталостной прочности коленчатых валов галтели шеек накатывают роликами как при изготовлении валов, так и при ремонте в случае перешлифовки шеек и необходимости углубления галтели, чем срезается накатанный слой. Накатывание галтелей создает в поверхностном слое сжимающие напряжения, повышая запас прочности вала.После ремонта коленчатого вала проводят следующие измерения его геометрии: диаметр шеек, их конусность и овальность; радиус кривошипа шатунных щёк; несоосность коренных шеек (размер изгиба оси вала); для валов (стальных) дизеля, кроме того, определяют развал щёк и биение торцовых фланцев.В основу метода измерения несоосности коренных шеек коленчатых валов положен принцип автоколлимации при шаговом измерении ступенчатости коренных шеек по их боковым образующим со свободным провисанием коленчатого вала. Этот метод измерения используется в связи с тем, что коленчатые валы являются гибкими и соосность (ступенчатость) их коренных шеек нельзя измерять в вертикальной плоскости. Измеряют на чугунной или бетонной плите с двумя жесткими подставками для вала в виде призм или подшипников и подставкой (штатив) для автоколлиматора. При измерениях коленчатый вал укладывают на вторую и предпоследнюю коренные шейки и таким образом создаются условия для его свободного провисания.На шейки вала поочередно устанавливают горизонтально по уровню зеркальную марку, перекрестия которой сопоставляют с перекрестиями окуляра автоколлиматора, установленного на плите. Горизонтальные ветви перекрестий совмещают вращением вертикального лимба автоколлиматора и фиксируют (записывают) его показания, по которым подсчитывают несоосность (провисание) шеек вала (смежных) и общий прогиб вала.При укладке коленчатых валов в крышки коренных опор устанавливают бесканавочные вкладыши. В блок устанавливают вкладыши прежней конструкции.Перед укладкой коленчатого вала подбирают по толщине вкладыши так, чтобы ступенчатость опор вала не превышала установленных норм. Затем проворачивают нижний (или верхний – при укладке нижнего) коленчатый вал до совпадения меток на зубчатых колесах вертикальной передачи. Комплект блочных (рамовых) вкладышей коренных подшипников (кроме упорного) укладывают в постели бугелей блока по клеймам. Рабочие поверхности вкладышей протирают чистой салфеткой и смазывают дизельным маслом. Вал укладывают на вкладыши так, чтобы совпали метки на зубьях колес верхней части вертикальной передачи и привода топливных насосов.
У дизелей при техническом обслуживании открывают крышки блока и картера, убеждаются в отсутствии частиц баббита вблизи подшипников и трещин крышках, проверяют крепление гаек подшипников путем их остукивания молотком, состояние шплинтов. Шплинты в прорезях гаек должны сидеть плотно, а их концы должны быть разведены в горизонтальной плоскости. Определяют плотность посадки вкладышей в подшипниках положению стыков вкладышей, которые должны совпадать с плоскостью разъема крышки подшипника. Кроме того, плотность посадки контролируют путем обстукивания боковых поверхностей вкладышей медным молотком, прикладывая при этом пальцы руки к вкладышу и корпусу подшипника.Осматривают маслопровод в картере и трубки, подводящие масло на смазку подшипников.2. Характеристика работ при техническом обслуживания и текущих ремонтах коленчатых валовколенчатый ремонт вал техническийКоленчатый вал в паре с блоком цилиндров являются основными базовыми деталями, определяющими срок службы дизеля. Поэтому вопросам их содержания, ухода и качественного ремонта придается большое значение. Исправная работа коленчатого вала с подшипниками зависит от правильности укладки коленчатого вала, состояния поверхности его шеек и вкладышей, подачи смазки в нужном количестве и необходимого качества и других условий. Основными неисправностями коленчатых валов являются: излом вала по шейкам или щекам, трещины в шейках вала, чаще по галтели, задир шеек вала, повышенная овальность коренных или шатунных шеек, повреждения элементов соединения вала с антивибратором, приводом насосов и распределительных валов, изгиб вала.Рис. 1 Излом коленчатого вала по щекеПричинами излома коленчатых валов являются: высокий уровень знакопеременных напряжений от изгиба или крутильных колебаний вала, литейные дефекты и дефекты обработки вала (рыхлоты, пористости, плены, подрезы). Повышение уровня напряжений на изгиб в шейках и щеках вала происходит в результате образования ступенчатости смежных опор, увеличенного изгиба вала, нарушения уравновешенности вала (неправильный подбор поршней и шатунов по массе).Задир шеек вала происходит вследствие: перекрытия отверстий для подачи смазки при провороте ослабших вкладышей подшипников коленчатого вала или выхода из строя масляного насоса и неисправности реле давления масла, которое служит для остановки дизеля с целью предотвращения задира шеек вала; попадания абразивных частиц между вкладышем и шейкой вала; запуска дизеля без предварительной прокачки масла; разжижения дизельного масла несгоревшим топливом, которое при чрезмерной подаче или подтекании форсунок стекает по стежкам цилиндровых втулок в картер дизеля; попадания охлаждающей воды в дизельное масло при нарушении герметичности уплотнения втулок цилиндров в блоке дизеля, рубашек на втулках, адаптеров, водяных переходников и выпускных коллекторов.
Изгиб вала бывает двух видов: упругий и остаточный. Упругий изгиб вала происходит под действием сил, действующих от шатунов, при неправильной укладке коленчатого вала в постелях блока и нарушении центровки валов.Остаточный изгиб коленчатого вала образуется в результате неправильной шлифовки коренных шеек (несоосность шеек) или релаксации остаточных внутренних напряжений, а также неправильной укладки вала при его хранении.При техническом обслуживании и текущем ремонте через открытые люки блока и картера проверяют: нет ли частиц баббита вблизи подшипников, трещин в крышках, крепления гаек коренных и шатунных подшипников коленчатого вала, положение стыков вкладышей (нет ли проворота), состояние шплинтов. При техническом обслуживании и текущих ремонтах проверяют целостность масляного коллектора и маслоподводящих трубок.Зазором «на масло» называют суммарный зазор между шейкой вала и вкладышами подшипника (верхним и нижним). При отсутствии провисания шейки вала весь зазор «на масло» будет расположен между шейкой вала и верхним вкладышем.На текущем ремонте коренные подшипники коленчатого вала дизеля разбирают. Вал снимают. Для этого предварительно снимают переднюю торцовую и верхнюю крышки блока, разбирают шатун-е подшипники и опускают. Затем отвертывают гайки шпилек крышек коренных подшипников, отсоединяют маслоподводящие трубки, снимают крышки.Перед снятием коленчатого вала извлекают нижний вкладыш опорно-упорного подшипника с тем, чтобы при перекосе вала во время подъема не повредить подшипник. Блочные (нерабочие) вкладыши выкатывают специальными пальцами, которые вставляют в смазочные отверстия шеек вала. При повороте коленчатого вала на 180° палец выталкивает вкладыш из постели. Вал зачаливают за крайние шатунные шейки специальным чалочным приспособлением с захватами, транспортируют краном и укладывают на специальную подставку, имеющую не менее трех опор.Шейки коленчатых валов, имеющие овальность и забоины болеедопустимых значений, а также задиры обрабатывают шлифовкой на специальных станках с последующим их полированием. Шлифуют шейки до следующего градационного размера. Всего установлено семь градационных размеров. Смежные градации отличаются на 0,5 мм друг от друга.Полируют одновременно все шейки вала на станке. На шейки вала закрепляют хомуты с войлочными подкладками, на которые наносят полировальную пасту. Направление вращения коленчатых валов при полировании должно совпадать с рабочим направлением, в противном случае могут возникать задиры шеек вала при работе дизеля. Это явление объясняется следующими причинами: коленчатые валы дизелей изготовляют из высокопрочного чугуна, шарообразные глобули графита которого окружены ферритовой оторочкой. Эти оторочки, выходящие на поверхность шейки и заполированные, при движении против направления полирования действуют как зубцы и задирают подшипник, а затем шейку вала. Шероховатость поверхности шеек валов должна быть не ниже 8-го класса.
Для повышения усталостной прочности коленчатых валов галтели шеек накатывают роликами как при изготовлении валов, так и при ремонте в случае перешлифовки шеек и необходимости углубления галтели, чем срезается накатанный слой. Накатывание галтелей создает в поверхностном слое сжимающие напряжения, повышая запас прочности вала.После ремонта коленчатого вала проводят следующие измерения его геометрии: диаметр шеек, их конусность и овальность; радиус кривошипа шатунных щёк; несоосность коренных шеек (размер изгиба оси вала); для валов (стальных) дизеля, кроме того, определяют развал щёк и биение торцовых фланцев.В основу метода измерения несоосности коренных шеек коленчатых валов положен принцип автоколлимации при шаговом измерении ступенчатости коренных шеек по их боковым образующим со свободным провисанием коленчатого вала. Этот метод измерения используется в связи с тем, что коленчатые валы являются гибкими и соосность (ступенчатость) их коренных шеек нельзя измерять в вертикальной плоскости. Измеряют на чугунной или бетонной плите с двумя жесткими подставками для вала в виде призм или подшипников и подставкой (штатив) для автоколлиматора. При измерениях коленчатый вал укладывают на вторую и предпоследнюю коренные шейки и таким образом создаются условия для его свободного провисания.На шейки вала поочередно устанавливают горизонтально по уровню зеркальную марку, перекрестия которой сопоставляют с перекрестиями окуляра автоколлиматора, установленного на плите. Горизонтальные ветви перекрестий совмещают вращением вертикального лимба автоколлиматора и фиксируют (записывают) его показания, по которым подсчитывают несоосность (провисание) шеек вала (смежных) и общий прогиб вала.При укладке коленчатых валов в крышки коренных опор устанавливают бесканавочные вкладыши. В блок устанавливают вкладыши прежней конструкции.Перед укладкой коленчатого вала подбирают по толщине вкладыши так, чтобы ступенчатость опор вала не превышала установленных норм. Затем проворачивают нижний (или верхний – при укладке нижнего) коленчатый вал до совпадения меток на зубчатых колесах вертикальной передачи. Комплект блочных (рамовых) вкладышей коренных подшипников (кроме упорного) укладывают в постели бугелей блока по клеймам. Рабочие поверхности вкладышей протирают чистой салфеткой и смазывают дизельным маслом. Вал укладывают на вкладыши так, чтобы совпали метки на зубьях колес верхней части вертикальной передачи и привода топливных насосов.
Закатывают упорный подшипник, ставят крышки коренных подшипников с верхними вкладышами и закрепляют гайки коренных шпилек до совпадения меток. Проворачивая вал, устанавливают кривошипы в положения, удобные для сочленения с шатунами, и собирают шатунные подшипники.
3. Методы и технология ремонта коленчатых валов и их подшипников дизеля
При текущем ремонте ТР-1 выполняют работы, предусмотренные для ТО-3, и, кроме того, делают следующее.
Замеряют щупом суммарные зазоры «на масло» в коренных подшипниках коленчатого вала, а также зазор «в усах». Зазор «на масло» должен быть не более 0,40 мм, а зазор «в усах» – не более 0,25 мм. При больших зазорах соответствующие коренные подшипники разбирают для замены вкладышей. Проверяют провисание коленчатого вала. Для коренных шеек оно не должно превышать 0,05 мм, а для последних не должно отличаться более чем на 0,05 мм от значения, указанного в формуляре дизеля при последнем текущем ремонте ТР-3, заводском ремонте или последней переукладке вала. При несоответствии провисания требованиям вынимают рабочие вкладыши соответствующих коренных подшипников и измеряют их толщину, а также проверяют соосность валов дизеля. Соосность валов дизеля проверяют через один ТР-1 и при нормальном провисании коленчатого вала. Проверку выполняют с помощью индикаторного приспособления, ножку которого упирают в ведомый диск муфты. При повороте коленчатого вала через каждые 90° контролируют толщину пакета муфты. Отклонение по индикатору не должно превышать 0,15 мм на полный поворот коленчатого вала.
При текущем ремонте ТР-2 выполняют работы, предусмотренные для ТР-1, и, кроме того, делают следующее. Щупом измеряют суммарные зазоры «на масло» и определяют их разность в коренных подшипниках, кроме последних подшипников вала. Разность зазоров между рабочими вкладышами и шейками у всех опор коленчатого вала не должна превышать 0,1 мм.
Разбирают шатунные подшипники коленчатого вала и проверяют их состояние. Разбирают коренные подшипники коленчатого вала для осмотра и определения ступенчатости, под которой понимают наибольшую разность между толщиной вкладышей одной градации в средней их части (подробно изложено ниже при рассмотрении работ при ТР-3). У рабочих (крышечных) вкладышей ступенчатость должна быть не более 0,05 мм по несмежным и 0,03 мм по смежным опорам.