4.2 Ремонт коленчатых валов и подшипников

Основными дефектами коленчатых валов являются: износ и задиры шатунных и коренных шеек; грязевые отложения в полостях шатун­ных шеек; трещины на шейках вала; прогиб вала; износ шеек под рас­пределительную шестерню и шкив привода вентилятора; износ сте­нок шпоночных канавок, поверхностей отверстий под шарикоподшип­ник муфты сцепления и поверхности отверстий (гладких и с резьбой) во фланце под болты крепления маховика и др.

Поверхности шатунных и коренных шеек изнашиваются неравно­мерно, на них появляются конусность и овальность. Наибольший из­нос шеек наблюдается на участках поверхностей, обращенных в сто­рону оси коленчатого вала.

Необходимость ремонта коленчатого вала и замены подшипников определяют по величине овальности шеек и по превышению допусти­мых зазоров в подшипниках.

Перед ремонтом коленчатый вал разбирают, вывертывают техно­логические пробки в щеках и тщательно промывают полости для цент­робежной очистки масла и масляные каналы в моечной машине ОМ- 3600, используя приспособления, или в машине ОМ-22601, специально предназначенной для этих целей. Более легко удаляются отложения после нагрева вала до 200...250°С.

Контроль вала начинают с выявления трещин на его шейках маг­нитным дефектоскопом или магнитным карандашом. Затем по торце­вому биению фланца крепления маховика, которое допускается не более 0,05 мм, определяют прогиб вала. При большем биении валы под­вергают правке.

Основной операцией ремонта коленчатых валов является шлифова­ние коренных и шатунных шеек на ремонтные размеры. Для корен­ных и шатунных шеек коленчатых валов тракторных и автомобиль­ных двигателей в зависимости от их марки установлены четыре и более ремонтных размеров с диапазоном 0,25 мм. Шлифуют шейки коленча­того вала на шлифовальных станках типа 3423 или 3420 с необходимым набором приспособлений, позволяющих как устанавливать, так и про­верять установку вала перед шлифованием.

Абразивный круг перед шлифованием балансируют, правят алмаз­ным карандашом или алмазозаменителем и закругляют кромки на размер радиуса галтелей шеек шлифуемого вала, проверяя его шабло­ном. Радиусы галтелей шеек для двигателей: Д-50, Д-240, Д-16— 4 мм; Д-37М — 4,5 мм; СМД-60, Д-108—5,0 мм; для остальных трак­торных двигателей 6 мм, а для автомобильных 3...5 мм.

При шлифовании должен применяться люнет, укрепляемый на станине станка. Кулачки люнета доводят до упора в шлифуемую шей­ку. Они воспринимают усилия, создаваемые при врезании в шейку аб­разивного круга, и препятствуют прогибу вала.

Режимы шлифования следующие: окружная скорость круга 25... 30 м/с; частота вращения вала при предварительном шлифовании 28... 32 об/мин и подача по глубине 0,010...0,015 мм/об; при окончательном чистовом шлифовании частота вращения вала 8... 15 об/мин, подача по глубине 0,003...0,005 мм/об.

Вначале шлифуют шатунные шейки коленчатого вала, закрепив его в патронах-центросместителях первой коренной шейкой и флан­цем. Центросместители позволяют смещать вал на величину радиуса кривошипа. Контроль установки вала осуществляют по мерным линей­кам на центросместителях в зависимости от величины радиуса криво­шипа коленчатого вала.

Планшайбы с центросместителями перед установкой вала фикси­руют в вертикальной плоскости. Вал в патронах устанавливают и закрепляют так, чтобы кривошипы расположились в вертикальной плоскости, а шатунные шейки лежали на губках вертикальной призмы приспособления без просвета. Затем на станину станка, против ша­тунных шеек, ставят стойку с индикатором так, чтобы его удлиненная ножка упиралась в шейку в горизонтальной плоскости. Поворачивая вал вместе с планшайбами, фиксируют показания индикатора при каждом вертикальном положении кривошипов. Изменяя положение вала в центросместителях, добиваются, чтобы разница в показаниях индикатора не превышала 0,1 мм.

На контрольной плите проверяют радиус кривошипа после шлифования (рис. 73). Оси шатунных шеек должны быть параллельны ко­ренным. Отклонение от параллельности (разность максимальных по­казаний индикаторов в точках «в» и «в'»), включая конусность шейки, допускается не более 0,03 мм на длине 100 мм. Смещение осей шатунных шеек относительно общей диаметральной плоскости, проходящей че­рез первую коренную и первую шатунную шейки, допускается не бо­лее 1 мм.

Коренные шейки вала шлифуют при установке его на неподвижных центрах станка. Вращение вала осуществляется от поводкового патро­на передней бабки. Радиальное биение фланца под маховик и шейки под распределительную шестерню при вращении вала не должно превы­шать 0,05 мм. При большем биении необходимо проточить центровые фаски резцом на токарном станке, закрепляя вал в патроне станка и люнете.

Черновое шлифование рекомендуется начинать со средней корен­ной шейки. Затем полностью шлифуют остальные шейки и заканчива­ют шлифование чистовым средней коренной шейки.

Коренные шейки, так же как и шатунные, шлифуют на один и тот же ремонтный размер при разнице в диаметрах не более 0,05 мм. При отклонении диаметра одной шатунной шейки от диаметра остальных шеек более чем на 0,2 мм при разнице в ремонтных размерах для дан­ного вала в 0,25 мм допускается обработка этой шейки на следующий ремонтный размер. Овальность и конусность всех шеек допускается не более 0,015 мм. Твердость шеек должна быть не ниже 50 HRC. Ше­роховатость поверхности в пределах Ra=16...0,32 мкм.

Перед чистовым шлифованием необходимо разделать фаски у мас­ляных отверстий. Для этого применяют высокооборотную пневма­тическую дрель со специально заправленным абразивным инструмен­том или электродрель со сверлом диаметром 14... 16 мм, имеющим твер­досплавные пластинки (частота вращения не более 500 об/мин).

Полирование шеек коленчатого вала следует выполнять абразив­ными или алмазными лентами с помощью приспособления ОР-6688 к шлифовальному станку по режимам, приведенным ранее.

Изношенные шейки для подшипников качения у валов пусковых двигателей, для распределительной шестерни и шкива привода вентилятора восстанавливают электромеханической обработкой, электро­импульсным наращиванием, плазменным напылением или железнением с последующей механической обработкой до нормального раз­мера.

Изношенные стенки шпоночных канавок восстанавливают обра­боткой на увеличенный размер.

Изношенные отверстия во фланце коленчатого вала под болты крепления маховика рассверливают на увеличенный ремонтный размер по кондуктору или совместно с маховиком и нарезают в отверстиях резь­бу ремонтного размера.

Перед шлифованием на 3-й ремонтный размер всей шейки колен­чатых валов всех марок двигателей должны проверяться на твердость. При недостаточной твердости их рекомендуется закалить ТВЧ.

После использования всех ремонтных размеров изношенные коленчатые валы могут восстанавливаться до номинальных размеров на­плавкой под слоем флюса, гальваническим наращиванием или электро- контактным напеканием металлических порошков.

После ремонта или восстановления коленчатые валы должны под­вергаться динамической балансировке на специальной машине БМ-У4. Неуравновешенность устраняют высверливанием отверстий в противо­весах вала.

Допускается величина дисбаланса для коленчатых валов двигате­лей СМД-60—50 гсм; СМД-14, А-01—40 гсм; грузовых автомобилей — 70... 120 гсм; легковых автомобилей — 10...50 гсм.

Коренные и шатунные подшипники коленчатых валов автотрактор­ных двигателей при износе получают овальность с большей осью в плоскости, перпендикулярной разъему подшипников, и конусность. В результате увеличиваются зазоры в подшипниках, что приводит к появлению стуков и падению давления масла в магистрали. Величина масляного зазора в подшипниках допускается примерно в 2 раза боль­ше нормального зазора.

Последующее использование изношенных подшипников для боль­шего размера вала возможно после удаления поверхностного слоя с накопленными абразивными частицами путем растачивания.

У подшипников наблюдается также выкрашивание антифрикцион­ного слоя, смятие плоскостей в местах разъема и ослабление посадки в постелях шатуна и блока в результате износа внутренней поверхнос­ти последних. При наличии этих дефектов подшипники выбраковы­вают.