3.5Основные виды, степень и характер износа шеек коленвала.

В процессе эксплуатации двигателя коленчатый вал испытывает скручивающие, изгибающие усилия и воздействия сил трения. К характерным дефектам коленчатого ва­ла можно отнести износ его шеек, царапины, задиры, наработки на шейках, трещины на шейках и щеках, скручивание, погнутость и упругий прогиб вала, поломки. У составных валов ослабляется посадка шеек в щеках, увеличивается диаметр отверстий под со­единительные болты и происходит обрыв этих болтов.

Давление газов в цилиндре, передающееся на коленчатый вал, меняется по углу поворота, поэтому износ шеек коленчатого вала неодинаков. В поперечном сечении шейки приобретают эллипти­ческую форму, в продольном — конусную (реже — бочкообразную и корсетную). Большая выработка наблюдается у шатунных шеек, ибо они испытывают наибольшую неравномерность нагрузки.

Царапины на шейках являются следствием попадания на их поверхность твердых частиц или выкрашивания баббита вклады­шей.

Задиры происходят от подплавления подшипников, а нара­ботки— от разницы в длинах шейки и вкладыша.

Трещины и поломки в шейках могут возникнуть из-за неправильной укладки вала, проседания рамовых подшипников, заедания поршней, работы двигателя на критической частоте вра­щения, скрытых пороков материала вала, усталостных разруше­ний металла. При усталости металла в наиболее слабом месте: в риске, царапине, задире, канавке возникает микроскопическая тре­щина. Под влиянием переменной нагрузки она начинает расти и приводит к разрушению металла. В усталостном изломе хорошо видны две зоны: одна с мелкозернистым, а другая с крупнозернистым строением.

У высокооборотных вспомогательных двигателей поломки ко­ленчатых валов случаются чаще, чем у малооборотных главных. Одной из причин таких поломок может быть обрыв шатунного болта или нарушение крепления противовеса.

Работа двигателя с эллиптическими или конусными шейками «верх допустимых пределов может привести к образованию тре­щин, выкрашиванию антифрикционного сплава вкладышей, повы­шенной утечке масла из зазоров и преждевременному износу вкла­дышей.

Износ шеек коленчатого вала можно определить, замеряя их диаметры в трех поперечных сечениях (к носу, в середине и к корме судна) по двум плоскостям (вертикальной и горизонталь­ной). Два крайних сечения должны отстоять от галтелей на 15— 20 мм.

Замеры могут быть произведены микрометрической скобой или индикатором, закрепленным на суппорте станка (если вал уста­новлен на станке). По результатам замеров находят значение • эллиптичности, конусности и сравнивают ее с допустимыми зна­чениями.

Несоосность (биение) рамовых шеек определяют, ког­да вал установлен в центрах на станке (рис. 18), с помощью ин­дикатора со стойкой. Измерения начинают с первой шейки следу­ющим образом: стрелку индикатора устанавливают на нуль, стер­жень упирают сверху в шейку; показания, получаемые при прово­рачивании вала, записывают. Затем индикатор перемещают к сле­дующей рамовой шейке и операции повторяют. Получив величи­ны измерений по всем шейкам, сравнивают их с первой. Откло­нение от положения первой шейки вверх считают положительным, вниз — отрицательным.

Аналогично проверяют на несоосность и шатунные шейки, ус танавливая их поочередно в крайние верхние положения и сравни­вая с первой шейкой.

Просадку рамовых шеек коленчатого вала выявляют специальной контрольной скобой (рис. 19). Для этого, сняв крыш­ку подшипника, устанавливают скобу над рамовой шейкой на чисто простроганные поверхности и щупом замеряют расстояние

а между язычком скобы и шейкой вала. Замерив расстояние б, проверяют возможное отклонение оси вала в направлении борт— борт. Подобные скобы для каждой рамовой шейки поставляет за­вод-изготовитель вместе с двигателем. На скобе выбивают номер подшипника и соответствующее ему значение расстояния а. Если расстояние а увеличится, то это свидетельствует о выработке ниж­него вкладыша подшипника и о просадке вала. Если расстояние а всех шеек увеличатся на одно и то же значение, то это покажет равномерную выработку всех рамовых подшипников.

Однако даже при нормальных условиях работы двигателя вы­работка подшипников будет неравномерной. Это объясняется* тем, что на подшипники приходится разная рабочая нагрузка. Напри­мер, на первый рамовый подшипник действует нагрузка лишь от первого цилиндра, а на второй — от двух смежных цилиндров. Его изнашивание, следовательно, будет более интенсивным.

Таким образом, при неправильной пригонке или неравномер­ных износах нижних вкладышей рамовых подшипников вал может подвергаться во время работы беспрерывным упругим изгибам то в одну, то в другую сторону. Длительное повторение этих упру­гих деформаций приводит к усталости металла и в конечном ито­ге к поломке вала. Выявить наличие этих упругих деформаций прогиба можно с помощью описанной контрольной скобы и по расхождению щек кривошипа.