0,0232 Рис.8 Схема полей допусков

4.5 Содержание отчета

Отчет о выполненной лабораторной работе должен содержать следующее:

• эскизы сопрягаемых деталей;

• краткое описание возможных дефектов;

• расчет допустимых размеров, анализ исследования измеренных деталей;

• схему полей допусков, допустимых и действительных размеров без ремонта (рис. 8);

• карту дефектации деталей;

4.6 Контрольные вопросы

1 Что характеризуют действительные размеры сопрягаемых деталей?

2 Какова должна быть точность выбранного измерительного инструмента?

3 Как распределить допустимый износ между валом и втулкой?

4 Что такое предельный износ?

5 Что такое допустимый износ?

6 Как определить предельный и допустимый зазор?

Дефектация коленчатого вала

1 Цель работы

Изучить с помощью измерительного инструмента и визуально дефекты коленчатого вала, назвать возможные причины их возник­новения, назначить способы устранения дефектов и дать заключе­ние в целом по детали.

2 Оборудование и оснастка рабочего места

2.1 Лабораторный стол – 1 шт;

2.2 Призмы – 2 шт.;

2.3 Штатив для индикатора часового типа – 1 шт.;

2.4 Микрометр МР-75 – 1 шт.;

МР-100 – 1 шт.;

2.5 Штангенрейсмус ПР-250-0,25 – 1 шт.;

2.6 Прибор для определения длины первой коренной шейки (глубиномер) – 1 шт.

3 Техника безопасности

При выполнении лабораторной работы особое внимание уде­лить надежному положению коленчатого вала на призмах, а призм на лабораторном столе. При замерах и осмотре вала с целью вы­явления дефектов коленчатый вал поворачивать плавно, без рыв­ков и приложения больших усилий, т.к. это может привести к па­дению вала с призм или падению вала вместе с призмами на пол и травмировать рядом стоящих студентов. Во время нахождения в лаборатории не включать электрические рубильники, кнопки пус­кателей и другое оборудование, т.к. это может привести к пора­жению током работающих на рабочих местах других студентов. О готовности выполнять работу нужно сообщить преподавателю или учебному мастеру.

4 Общие сведения по контролируемой детали

Коленчатый вал двигателя является одной из ответственных и дорогостоящих деталей и изготавливается из сталей 45 или 50Г, .а также других марок. Кроме термической обработки корен­ные и шатунные шейки подвергают поверхностной закалке на глубину 3,5 ... 4,5 мм токами высокой частоты до твердости HRC_э 52. В процессе работы рабочие поверхности изнашиваются. Интенсив­ному износу подвержены шатунные и коренные шейки. Изношенные шейки в своем сечении имеют вид неправильного овала. Кроме не­равномерного износа по сечению шейки вала имеют неравномерный износ по образующим. Этот износ, проявляется в виде конусности и определяется, как правило конструктивными особенностями двигателей: наклонным расположением масляных каналов в шейках вала, не симметричной конструкцией шатунов. При работе двига­теля шатуны нагружаются центробежными силами, которые стремят­ся оторвать шатун от вала, прижимают постоянно его к одной стороне шейки, этим и объясняется ее односторонний износ. Ко­ренные шейки изнашиваются также односторонне и по тем же причинам.

Шатунные шейки изнашиваются быстрее, чем коренные, что объясняется более тяжелыми условиями работы как в отношении нагрузки, так и в отношении смазки.

Износ шеек можно подсчитать по зависимости

где S_mах – предельно допустимый зазор сопряжения, мм, S_нач – начальный зазор приработанного сопряжения, мм; 1 …2 – отношение износа вкладыша к износу шейки вала.

Кроме того, коленчатый вал может иметь такие дефекты, как погнутость, износ шпоночных пазов, износ шеек под передние и задние сальники, повреждение резьбы под болты крепления махо­вика, шкива коленчатого вала, износ гильз под подшипник нап­равляющего конца вала коробки передач и другие.

Техническое состояние коленчатого вала проверяется наруж­ным осмотром, при помощи средств дефектоскопии на наличие тре­щин, микрометром (размеры и форма шеек), индикатором (наличие прогиба вала).

Основными выбраковочными признаками вала являются наличие кольцевых и продольных трещин, выходящих на галтель, уменьшение диаметра коренных и шатунных шеек меньше последнего ремонтного размера и невозможность его восстановления при изломах и трещинах на щеках и другие.

Ремонт коленчатых валов обычно начинают с выполнения слесарных операций. Изогнутые валы правят на гидравлическом прессе на призмах. Резьбовые отверстия восстанавливают нарезкой под ремонт­ный размер, либо постановкой ввертышей. При износе шпоночных па­зов не выше 0,2 мм их фрезеруют под ремонтные размеры. При боль­шем износе их восстанавливают наплавкой с последующим фрезерова­нием. Изношенные коренные и шатунные шейки восстанавливают обра­боткой под ремонтный размер, наплавкой под слоем флюса, плазмен­ным напылением или другими способами. Возможные дефекты валов и способы их устранения представлены в альбоме (прилагается к лабо­раторной работе).

5 Методика выполнения работы

5.1 Получить у учебного мастера инструмент.

5.2 Вычертить на бланке отчета таблицу результатов замеров и расчетов.

5.3 Определить состояние конструктивных элементов вала.

5.4 Осмотром установить наличие выбраковочных признаков, указанных в альбоме, а также других дефектов, которые можно опре­делить этим способом.

5.5 С помощью микрометра измерить диаметры шеек. Каждую шейку измеряют в двух взаимно перпендикулярных плоскостях А-А и Б-Б и двух сечениях, одна плоскость замера совпадает с плоскостью расположения кривошипа А-А, другая ей перпендикулярна. Сечения находятся у концов шейки на расстоянии, равном 1/4 от ее общей длины: первый пояс ближе к переднему концу вала (рис. 9)

а) б)

Рис. 9. Схема замеров диаметров коленчатого вала

Данные измерений записать в журнал.

5.6 Используя полученные результаты измерений, определяют величину износа для всех шеек

где d₀ – диаметр шейки до начала эксплуатации (размер по чертежу); d_н – диаметр шейки с наибольшим износом.

5.7 Рассчитать нецилиндричность (овальность и конусность), мм

Δ_ов = d_А-А1-1 – d_Б-Б1-1

Δ_кон = d _{max А-А} – d _{min 1-1}

Для каждой шейки получить два значения овальности и конусности. Наибольшее значение написать в карту дефектации. Для коренных и шатунных расчеты выполнять отдельно.

5.8 Рассчитать ремонтный размер обработки коренных шеек (d_рк) , мм (расчет вести по шейке, имеющей наибольший износ):

d_рк = d₀ – U – 2Z_р,

где Z_Р – минимальный односторонний припуск на обработку (для шлифования 2Z=0,1мм). Сравнить величину d_рк со значениями категорийных ремонтных размеров d_ррк и назначить ближайшую меньшую ка­тегорию одну для всех шеек:

d_ррк < d_рк

Тоже сделать и для шатунных шеек.

5.9 Измерить длину первой коренной шейки глубиномером в двух местах под углом 180°.

5.10 Измерить длину шатунных шеек штангенциркулем, губками для внутренних измерений.

5.11 С помощью штангенрейсмуса измерить радиус кривошипа (рис. 10) – R_кр. Особое значение этот параметр имеет для дизельных двигателей.

Рис. 10. Схема определении радиуса кривошипа коленчатого вала

1 – шатунная шейка в верхнем положении;

2 – ось коренных шеек;

3 – шатунная шейка в нижнем положении

Для намерения первую шатунную шейку установить в верхнее по­ложение и замерить расстояние а₁ до опорной площадки. Затем по­вернуть коленчатый вал на 180° и замерить расстояние а₂. Вычислить значение R_кр:

;

5.12 Радиальное биение коленчатого вала определяют по сред­ней шейке. Для этого ножку индикатора часового типа на штативе упирают в среднюю коренную шейку. Затем поворачивают вал на 180° и определяют новое положение стрелки. Разность между двумя показаниями и определит биение вала. Величина прогиба вала равна половине его биения.

5.13 Сравнить измеренные параметры с требованиями РК (аль­бом) и дать заключение с указанием способа ремонта.

По окончании работы инструмент сдать учебному мастеру. Оформить отчет и защитить результаты работы.

6 Контрольные вопросы

1 Назовите возможные дефекты вала.

2 Влияние длины первой коренной шейки на работу вала.

3 На что влияет изменение радиуса кривошипа вала?

4 Как определить изгиб вала?

5 Как определяется ремонтный размер шеек?

6 Причина неравномерного износа шеек вала.

7 Чем определяется количество ремонтных размеров вала?

8 Способы устранения дефектов опорных шеек вала.