11. Эксплуатационные нормы содержания коленчатых валов

Одним из важных условий, обеспечивающих высокий уро­вень надежности коленчатых валов в эксплуатации, является длительное сохранение прямолинейности оси постелей в блоке цилиндров или картере. Техническими условиями на изготов­ление блоков цилиндров тепловозных дизелей установлено, что несоосность постелей многоопорных коленчатых валов не долж­на превышать 0,02—0,03 мм для смежных и 0,04—0,05 мм для несмежных постелей. Эти допуски обусловлены точностью, ко­торую может обеспечить технологическое оборудование и контрольные средства, применяемые на заводах-изготовите- лях и ремонтных заводах.

Расчет коленчатого вала на прочность ведется при нуле­вой несоосности постелей. Однако технологическое оборудова­ние не позволяет изготовить эти детали с расчетной точностью, а в некоторых случаях даже с точностью, заданной технически­ми условиями. Это значительно ухудшает условия работы ко­ленчатого вала и приводит к снижению моторесурса дизеля.

Установлено, что общая кривизна оси постелей нового или отремонтированного блока цилиндров часто достигает 0,10 мм, так как окончательная обработка постелей вала выполняется слесарным способом (шабрением) с проверкой их ступенчато­сти при помощи вала-калибра (фалыпвала) или линейки, а не оптическими приборами, дающими более точные результаты измерения. Это приводит к тому, что уже в первый период ра­боты дизеля его коленчатый вал испытывает напряжения, зна­чительно превышающие расчетные.

В дальнейшем при одностороннем износе коренных шеек и неравномерном износе коренных рабочих вкладышей на каждой постели блока суммарная ступенчатость для отдельных коренных шеек коленчатого вала достигает 0,3 мм и более. Это создает аварийные условия работы коленчатого вала и, как следствие, появление усталостных трещин и его разру­шение.

Основным наиболее эффективным методом устранения этих недостатков в эксплуатации является замена изношенных ко­ренных рабочих вкладышей. Замена изношенного коленчатого вала или восстановление соосности постелей блока цилиндров до значений, заданных техническими условиями, могут быть осуществлены только в заводских условиях. При одиночной замене, т. е. когда вкладыши заменяются не комплектно, необ­ходимо соблюдать условие, при котором ступенчатость между новыми вкладышами и оставшимися в смежных постелях не превышала первоначального допуска, чем и достигается опти­мальная работа коленчатого вала. Это требование относится к таким коленчатым валам, у которых коренные шейки имеют односторонний износ (валы дизелей Д100 и Д50 всех типов). При концентричном износе коренных шеек (валы с противо­весами) вкладыши для замены изношенных должны иметь тол­щину, равную толщине новых вкладышей плюс радиальный износ соответствующей шейки вала. Своевременная и правиль­ная замена изношенных коренных вкладышей предохраняет коленчатый вал от завышенного местного прогиба его и об­разования трещин.

Для поддержания осевого разбега вала в пределах допус­тимого изношенный упорный вкладыш также заменяют неза­висимо от его радиального износа. Это предупреждает чрез­мерные продольные колебания вала и возникновение в нем повышенных напряжений, приводящих к поломке вала по его щекам.

Разрушение подшипникового узла, а иногда и поломка ва­ла возникают из-за неправильной или некачественной сборки коренных подшипников. Тонкостенные коренные вкладыши, к которым относятся вкладыши дизеля 11Д45, требуют особой тщательности в сборке и обеспечения их стыкового иатяга, так как заниженный натяг вкладышей может привести к их про­ворачиванию, перекрытию смазочных каналов и разрушению вкладышей. Неплотное прилегание вкладыша к постели (ко­робление), возникающее вследствие завышенного натяга, при­водит к возникновению между вкладышем и постелью фретинг-коррозии, проникновению продуктов коррозии на по­верхность шейки вала и к повышенному износу самой шейки вала и рабочего вкладыша, а иногда и к разрушению антифрик­ционного слоя.

Вкладыши, имеющие минимально допустимые натяги, ра­ботают значительно лучше, а долговечность их до разрушения антифрикционного слоя значительно выше, чем у вкладышей, имеющих максимально допустимый натяг.

Для повышения работоспособности вкладышей и предохра­нения их от проворачивания повышают класс шероховатости

тыльной стороны вкладыша и их постелей, а также применяют покрытие этих поверхностей тонким слоем эластомера ГЭН 150(B). Поэтому при постройке, капитальном ремонте и эксплуатации дизеля большое внимание уделяется изготовле­нию, сборке и состоянию узла коленчатый вал — подшипник.

Для достижения высокого качества изготовления и сборки дизеля на дизелестроительных и ремонтных заводах применя­ют специальные измерительно-сборочные стенды, к которым предъявляются повышенные требования: высокая жесткость стенда и создание сборщику хороших условий работы на нем; базовые плоскости стенда должны располагаться на одной пря­мой с отклонением не более 0,01 мм на 1000 мм длины; скре­щивание между правой и левой плоскостями стенда не долж­но превышать 0,03 мм на всей длине; точность измерения всех геометрических параметров цилиндрового блока и колен-

Эти требования вызываются тем, что цилиндровые блоки дизелей и коленчатые валы не обладают высокой жесткостью и при установке их на стенд, не удовлетворяющий таким тре­бованиям, будут деформироваться, а прямолинейная ось пос­телей вала — искривляться в соответствии с кривизной базо­вых плоскостей стенда.

Если цилиндровый блок дизеля, поступающий на сборку, имеет хорошую (в пределах допуска) прямолинейность, а сбо­рочный стенд отвечает техническим требованиям, то укладка нового или отшлифованного (отремонтированного) коленчато­го вала на опоры такого блока превращается в простую сборочную операцию, не требующую высокой квалификации сборщика. Поэтому у предназначенного для сборки дизеля ци­линдрового блока и коленчатого вала должны тщательно изме­рять диаметры, несоосность (ступенчатость) всех опор колен­чатого вала и несоосность коренных шеек коленчатого вала.

Для измерения несоосности широко применяют прибор КГИ-2 (спаренная оптическая система — автоколлиматор и зрительная труба), позволяющий точно измерять на базе ав­токоллимации при шаговом методе.