5. Ремонт коленчатого вала механической обработкой.

Существо метода ремонта механической обработкой состоит в том, что восстановление работоспособности деталей осуществляется путем дополнительной обработки без нанесения каких-либо покрытий.

Для многих деталей судовых дизелей (блоки цилиндров, фундаментные рамы, поршни, шатуны, коленчатые валы и т.д.) по отдельным изнашивающимся поверхностям установлены ремонтные размеры.

Ремонтные размеры – совокупность установленных размеров с предельными отклонениями, технологическое обеспечение точности которых обуславливает требуемое качество и характер сопряжения отремонтированных деталей.

Количество ремонтных размеров детали определяется следующими факторами:

• эксплуатационными – значением предельного радиального износа – W_пр;

• технологическим – припуском на механическую обработку Z;

• браковочным размером детали.

Таблица 4.1.

Расчет ремонтных размеров шеек коленчатых валов.

Марка дизеля	Номинальные размеры шеек вала dн, мм	Срок службы до капитал. ремонта Т, тыс.ч	Нормативная скорость изнашивания ξн, мм/тыс.ч	Припуск на механическую обработку Z,мм	Браковочный диаметр шейки dбр, мм	Ремонтный интервал γ,мм	Количество ремонтных размеров, n	Ближайший ремонтный размер изношенной шейки dpi, мм
6ЧСП18/22	Коренная 135-0,025	36	3,69∙10-3	0,10	71	0,464	120	134,536 134,072 133,608

Таблица 4.2.

Расчет браковочного размера шейки коленчатого вала.

Расчетная формула	Численное значение
	79
	0,98
Коэффициент, α	0,9
Временное сопротивление материала при растяжении, Rm, МПа	780
Диаметр цилиндра дизеля, мм	180
Коэффициент, зависящий от рядности дизеля, А	1,0
Максимальное давление сгорания, pz, МПа	8
Расстояние между серединами коренных шеек, м	0,275
Коэффициент, В	1,0
Коэффициент, φ	5,95
Коэффициент,	0,8
Среднее индикаторное давление, МПа	0,97
Ход поршня, S, мм	220

Значение предельного радиального износа шейки вала:

Ремонтный интервал:

где z_min=0,1 – припуск на механическую обработку.

Число ремонтных размеров шеек коленчатого вала:

Поскольку двигатель проходит не более трех капитальных ремонтов, то следует принять первые три ремонтных размера.

Значение любого диаметрального ремонтного размера шейки коленчатого вала:

где d_p(i-1) – значение предшествующее i – му ремонтному размеру, мм.

6. Сборка коленчатого вала с подшипниками после ремонта

Сборка узла шейка вала-подшипник осуществляется по принципу полной взаимозаменяемости.

Для обеспечения полной взаимозаменяемости деталей сборочной единицы необходимо при изготовлении или восстановлении обрабатывать и шейку коленчатого вала и подшипник с определенными квалитетами точности, определяющими поля допусков деталей.

Если при обработке партии деталей инструментом, настроенным на размер отклонения размера от формируются под влиянием большого количества независимых или слабо зависимых случайных факторов, то кривая их распределения соответствует нормальному закону или кривой Гаусса. Для нормального закона распределения из условий полной взаимозаменяемости допуск принимают равным ±3σ , т.е. 6σ (σ – среднее квадратическое отклонение).

Таблица 5.1

Исходные данные для расчета сборки

коленчатого вала с подшипниками

Марка дизеля	Ремонтный диаметр вала dр, мм	Предельные отклонения размера шейки вала, мм		Предельные отклонения погрешности К	Значение монтажного зазора, мм		Предельные отклонения диаметра подшипника, мм
					Smax	Smin	ES(Dp)	EI(Dp)
		Верхнее es(dp)	Нижнее ei(dp)
6ЧСП18/22	Коренная 134,536	0	-0,025	±2,5	0,16	0,12	+0,2	+0,1

Определим число шеек коленчатого вала в партии 200 штук, отклонения которых находятся в пределах ±2,5σ :

По таблице 6.1 [1] находим, что Ф(2,5)=0,09275, а так как кривая Гаусса симметрична относительно среднего арифметического размера, то 2Ф(2,5)=0,1855. Отсюда следует, что 86,64% шеек имеют заданные пределы отклонений.

Число их будет равно:

Допуск на обработку шеек:

Поскольку кривая симметрична, средний арифметический размер:

Значения отклонений диаметра деталей в пределах ±1,5σ:

Таким образом, у 37 деталей из партии 200 штук размеры будут в пределах с допуском 0,02 мм.

Предельные отклонения диаметра подшипника, обеспечивающие сборку узла по принципу полной взаимозаменяемости:

EI и ei – нижние предельные отклонения подшипника и шейки вала, мм;

ES и es – верхние предельные отклонения подшипника и шейки вала, мм;

S^max(M) и S^min(M) – максимальное и минимальное значения монтажного зазора, мм;

Средний арифметический диаметр:

Среднее квадратическое отклонение:

Коэффициент распределения:

Значение интеграла:

По таблице 6.1 [1] находим, что Ф(К₁)=0,2257, и Ф(К₂)=0,4641.

Вычитание дает относительное число деталей в партии с отклонениями от К₁ до К₂.

Число подшипников, обеспечивающих требуемые условия сборки с шейками вала:

.