11. Укладка коленчатого вала на опоры блока цилиндров

В эксплуатации, а также при капитальном ремонте дизелей особое внимание уделяют правильной укладке коленчатого ва­ла на опоры блока цилиндров или картера. Сохранение прямо­линейности оси коленчатого вала в процессе работы дизеля обеспечивает его долговечность. При укладке вала во время ре­монта дизеля в заводских условиях необходимо выполнять тех­нические требования на ремонт дизелей, т. е. максимально уменьшать ступенчатость между опорами коленчатого вала в блоке цилиндров, перешлифовывать и накатывать галтели ко­ренных и шатунных шеек коленчатого вала и заменять изношен­ные вкладыши подшипников новыми. В эксплуатационных усло­виях производится частичная или полная укладка коленчатого вала.

При изготовлении дизеля, когда ступенчатость опор колен­чатого вала и несоосность коренных шеек вала соответствуют требованиям технических условий на их изготовление, укладка коленчатого вала на опоры блока цилиндров значительно упрощается. При этом толщина коренных вкладышей для всех опор определяется из условий сохранения зазора «на масло». Зная номинальный диаметр опоры D„, номинальный диаметр коренной шейки D_B и номинальный зазор «на масло» А толщи- , (£>—£>) + Д

на вкладыша b = ___!! *

Если диаметры всех опор, всех шеек вала, ступенчатость и несоосность выполнены в допускаемых пределах, то подсчи­танная таким образом толщина коренного вкладыша для лю­бой шейки данного вала может быть принята для всех шеек этого вала. Уложенный на такие вкладыши коленчатый вал не требует дополнительного контроля его положения в дизеле, т. е. нет необходимости контролировать вал на провисание.

При укладке коленчатого вала, помимо зазора «на прови­сание», необходимо учитывать возможный изгиб вала, вызыва­емый заменой вкладышей. В некоторых случаях это может быть определяющим.

Схемы взаиморасположения трех смежных коренных шеек коленчатого вала, которые имеют допустимую для новых или отремонтированных валов овальность, показаны на рис. 43.

Рис. 43. Схема расположения трех смежных коренных шеек коленчатого вала: а — первоначальное положение вала; б — положение вала при повороте на 90°

Если при укладке такого вала необходимо ориентироваться на зазор «на провисание» (рис. 43, а), то для средней шейки по­требуется заменить вкладыш на 0,02 мм толще, чем крайние, а при повороте этого вала на 90° (рис. 43, б) средний вкла­дыш должен быть тоньше на 0,02 мм, чем крайние. Зазор «на провисание» средней шейки во втором положении вала дости­гает 0,04 мм. Однако подобную замену вкладышей производить не следует, чтобы не вызвать дополнительного изгиба коленча­того вала в течение одного его оборота и интенсивного износа вкладыша и шейки вала.

На дизель-генераторных установках типа ДЮО, где якорь тягового генератора, имеющий большую массу, одним кондом опирается на свободный конец нижнего коленчатого вала, про­висание вала возникает не только из-за овальности или сту­пенчатости его опоры. Расположенные ближе к генератору шейки 8, 9, 10, 11 нижнего коленчатого вала, как правило, также имеют провисание, достигающее 0,15 мм (у шейки 10) и более. Такое провисание на новых или капитально отремонти­рованных дизелях вызывается двумя причинами: большой мас­сой якоря генератора и несоосностью якоря и коленчатого вала. От массы якоря провисание достигает 0,10—0,12 мм, а от не­соосности якоря и вала — 0,05—0,06 мм.

Для сохранения в течение длительного времени наилучших условий работы нижнего коленчатого вала на указанном уча­стке коренных шеек (провисание вала не превышает допусти­мого значения) соосность якоря и коленчатого вала должна быть такой, чтобы разница в толщинах эластичной муфты ге­нератора при установке на поддизельную раму не превышала О или —0,05 мм. При реализации такого допуска ось якоря в первый период работы дизеля с новым или отремонтирован­ным коленчатым валом будет располагаться ниже оси колен­чатого вала, а по мере износа рабочего вкладыша 12-го под­шипника их соосность будет близка к нулевым значениям при провисании вала у коренной Ю-й шейки в пределах 0,10—0,12 мм. Установка в этом случае рабочего вкладыша большей толщины нецелесообразна.

Для дизелей с коленчатыми валами, имеющими обработан­ные щеки, укладку вала контролируют по расхождению щек. Однако такой контроль не позволяет точно оценить несоос­ность опор. Расхождение щек только на двух смежных коленах может быть вызвано несколькими причинами: выработкой сред­него коренного вкладыша, несоосностью средней коренной шей­ки со смежными шейками или несоосностью средней постели коленчатого вала со смежными постелями.

Все эти причины связаны прямой зависимостью с расхож­дением щек и могут быть выявлены только в том случае, если на этом участке вала приложена внешняя сила (вес поршневой группы). При отсутствии внешней силы расхождение не пре­вышает 0,02—0,03 мм.

На более длинном участке вала большая несоосность ко­ренных шеек возможна и при отсутствии внешних сил, так как жесткость более длинного участка вала значительно ниже, а прогиб вала от собственного веса увеличивается при незна­чительном увеличении расхождения щек. Например, у колен­чатых валов дизелей типа Д50 при стреле общего прогиба вала, равной 0,05 мм, расхождение щек каждого колена соста­вит только 0,01 мм. Такое же расхождение щек может быть при провисании только одной коренной шейки на 0,02 мм.

Разнообразие причин, вызывающих расхождение щек, при­водит к неточностям при определении ступенчатости по опо­рам коленчатого вала. Это встречается и при сборке отремон­тированного дизеля, который имел значительный срок службы. Привалочные плоскости картера и блока цилиндров такого дизеля имеют обычно большую кривизну, которая в процессе сборки приводит к искажению оси постелей коленчатого вала, а затем и самого вала. Кривизна оси всех постелей, стрела прогиба которой достигает 0,15 мм, вызывает расхождение щек каждого колена вала только на 0,03 мм. Такое расхождение щек обычно допускается при сборке дизеля, тогда как несоос­ность постелей, а следовательно, и несоосность смежных и не­смежных коренных шеек не должна превышать 0,07 мм. Сле­довательно, расхождение щек до 0,05 мм может быть допу­щено только на одном колене. Расхождение щек до 0,03 мм мо­жет быть допущено только на трех смежных коленах, а до 0,02 мм — на всех шести коленах.

Расхождение щек у колена, ближайшего к якорю генерато­ра, прямо пропорционально несоосности якоря с ближайшей коренной шейкой вала. Контроль расхождения щек этого коле­на позволяет дать оценку качества центровки коленчатого вала с валом якоря генератора при сборке. Это расхождение для ка­питально отремонтированных дизелей типа Д50 должно иметь положительную величину и достигать 0,03 мм. Это обеспечи­вает наилучшие условия работы коренного подшипника опоры 7.

При полной укладке изношенного вала в дизель типа ДЮО, т. е. при замене всех рабочих коренных вкладышей, толщина вкладышей должна быть такой же, какая была установлена при сборке нового или капитально отремонтированного дизеля. В тех случаях, когда по косвенным замерам провисания корен­ных шеек вала (при измерении пластинчатым щупом) потре­

буется новый вкладыш, его толщина может отличаться от тол­щины вкладыша, который был установлен при постройке или капитальном ремонте дизеля не более чем на 0,03 мм.

При частичной укладке коленчатого вала дизеля типа ДЮО в эксплуатационных условиях, т. е. при частичной замене из­ношенных рабочих коренных вкладышей внимание нужно уде­лять правильному определению толщины вновь устанавливае­мых вкладышей. Новый вкладыш должен иметь толщину, близ­кую к толщинам двух смежных вкладышей, или быть равен полусумме толщин этих вкладышей при учете ступенчатости опор, которая была достигнута при постройке или капитальном ремонте дизеля и зафиксирована в его паспорте. При отсутст­вии данных о ступенчатости опор толщину нового вкладыша определяют по формуле

где b 1, &₂ — толщины рабочих вкладышей на двух соседних постелях;

г — наименьший радиальный износ соответствующей коренной шей­ки, г = 0,02 мм.

Одиночная замена вкладышей у дизеля типа ДЮО чаще всего производится на четвертой, восьмой, десятой и двенадца­той опорах. Толщины сменяемых вкладышей дополнительно сравнивают с толщинами рабочих вкладышей шестой и один­надцатой опоры. Причем четвертый и восьмой вкладыши срав­ниваются с шестым, а десятый и двенадцатый с одиннадца­тым. Разница в толщинах указанных вкладышей не должна превышать 0,05 мм. В тех случаях, когда будет установлено, что смене подлежат и другие вкладыши, их толщину опреде­ляют также по приведенной выше формуле. Не рекомендуется допускать, чтобы износ всех рабочих вкладышей превышал 0,1 мм, так как общее смещение оси вала в дизелях типа ДЮО на величину, превышающую указанный допуск, ухудшает за­цепление шестерен вертикальной передачи и работу цилиндров.

В эксплуатации иногда производят одиночную замену раз­рушенных крышек опор (подвесок) коленчатого вала, а следо­вательно, и замену вкладышей подшипника этой опоры. Выпол­нение этих работ требует особой тщательности, так как заме­на крышки может привести к значительному нарушению соос­ности (ступенчатости) между смежными опорами.

Новую крышку опор блока цилиндров дизеля типа ДЮО, предварительно обработанную по размерам под каблучки и по диаметру данной опоры, с припуском на слесарную обработку (шабрение), сначала подгоняют по каблучкам с соответствую­щим натягом и закрепляют штатными болтами, а затем изме­ряют полученный диаметр опоры, определяют смещение полу­окружностей крышки и бугеля в горизонтальной плоскости и приступают к ее шабрению. Дальнейший контроль совпадения полуокружностей выполняют трехопорным технологическим ва­лом (фалынвалом), который укладывают в смежные с заме­няемой крышкой опоры. Крышки смежных опор после уста­новки в них фальшвала закрепляются болтами. Окончательно обработанная новая крышка должна иметь на поверхности по­луокружности опоры равномерно разбросанные мелкие пятна контрольной краски, которая была нанесена на среднем кольце трехопорного фальшвала. Новый рабочий вкладыш на заменен­ной крышке должен быть таким, чтобы его толщина не отли­чалась от толщины вкладышей на смежных опорах более 0,05 мм. При смене рабочих вкладышей все нерабочие вкла­дыши, за исключением первой, одиннадцатой и двенадцатой опор, не заменяются. Указанные вкладыши должны заменяться только в том случае, если их толщина меньше толщины сосед­них вкладышей на 0,05 мм.

Выполнение указанных условий обеспечит сохранение зазо­ра «на масло» в пределах допуска, а также суммарную ступен­чатость по нерабочим вкладышам. При частичной укладке ни­жнего коленчатого вала необходимо следить также за тем, что­бы биение эластичной муфты генератора не превышало реко­мендованного ранее установленного допуска (0 или —0,05 мм). Завышенное биение муфты можно устранить путем утолщения или утонения рабочего вкладыша двенадцатой опоры нижнего коленчатого вала. Однако толщина этого вкладыша может пре­вышать толщину соседнего одиннадцатого вкладыша только на 0,03 мм или быть меньше на 0,05 мм. В тех случаях, когда использование этого допуска не приведет к желаемым резуль­татам, генератор необходимо переставить с заменой его под­кладок согласно соответствующей инструкции.

Рабочий вкладыш двенадцатой опоры верхнего вала заме­няют очень редко, так как износ его практически незначи­телен.

В тех случаях, когда пять или больше рабочих вкладышей изношены или разрушены, заменяют все рабочие вкладыши, так как подбор новых вкладышей в этом случае затруднен и может привести к значительному отклонению заданного поло­жения оси коленчатого вала.

При частичной замене рабочих вкладышей коленчатого вала дизеля типа Д100 замена нерабочих вкладышей обычно не про­изводится, так как они практически не изнашиваются (за ис­ключением разрушенных, а также нерабочих вкладышей на первой, одиннадцатой и двенадцатой опорах, которые в экс­плуатации подвергаются незначительному износу). Замена не­рабочих вкладышей на указанных опорах по износу должна производиться только в том случае, когда разница в их тол­щинах со смежными вкладышами превышает 0,05 мм.

Частичная укладка коленчатого вала V-образных дизелей, где подвески опор его имеют зубчатый стык, выполняется не 102 только с заменой рабочих вкладышей, но и с выполнением круп­ного ремонта самих подвесок. Это вызвано тем, что эксплуата­ция таких дизелей сопровождается значительным износом зуб­чатого стыка бугелей и подвесок коренных подшипников и са- моподтяжкой этих подвесок с последующим возникновением ступенчатости по опорам и уменьшением зазора «на масло», т. е. с нарушением укладки коленчатого вала. Кроме того, при из­носе зубчатого стыка уменьшается уровень затяжки болтов подвесок, что приводит к появлению динамической нагрузки на эти болты и их обрыву.

Для сохранения удовлетворительных условий работы колен­чатого вала в эксплуатации выполняют частичную укладку ва­ла с обязательным выполнением следующих работ:

не отсоединяя вала от генератора, при помощи пластинча­того щупа проверяют провисание и зазоров «на масло» повеем коренным шейкам; при этом зазор «на провисание» коренных седьмой и восьмой шеек (дизель 11Д45) должен быть 0,12—0,15 мм, шестой и девятой — 0,08—0,10 мм. Провисание остальных коренных шеек должно быть не более 0,05 мм, а сум­марный зазор «на масло» (измеренный под шейкой и над шей­кой) — не менее 0,15 мм;

при обнаружении отступлений по какой-либо опоре от ука­занных требований болты остальных подвесок перезатягиваются с обязательным предварительным отсоединением генератора от коленчатого вала (перезатяжку производят через одну подвес­ку). Если после перезатяжки всех опор зазоры «на масло» бу­дут больше 0,15 мм, а «на провисание» меньше 0,05 мм (кро­ме дефектной подвески), то ремонтируют только дефектную подвеску;

при отсутствии или значительном уменьшении зазора «на провисание» коленчатого вала на участке между шестой и де­вятой опорами (пластинчатый щуп 0,05 мм под шейки не вхо­дит) и уменьшении зазора «на масло» по этим же подшипни­кам до 0,15 мм, такие подвески разбирают, поверхности при­легания рабочих вкладышей шабрят по валу-калибру диамет­ром (2651олб)> ^мм> Добиваясь зазоров «на провисание» и за­зоров «на масло», указанных выше;

после пришабрения дефектных подвесок укладку коленча­того вала по всем опорам проверяют повторно. Если после вы­полненного ремонта зазор «на провисание» по какой-либо под­веске обнаружится снова, то ремонт этой подвески повторяют с обязательным шабрением ее по валу-калибру.

При шабрении какой-либо подвески на глубину более 0,1 мм вкладыши этого подшипника подбирают с верхним пределом натяга по его стыкам, что предохраняет его от проворачива­ния во время работы дизеля.