книги из ГПНТБ / Барбанель, С. Р. Технология ремонта кинооборудования учебник

ков вызывается биением петли фильма над фильмовым каналом, а в ниж­ ней части тем, что фильм в большинстве случаев выходит из фильмо­

§ 8 Износ цилиндра двигателя внутреннего сгорания

Цилиндр — весьма ответственная часть двигателя, и его состояние в значительной мере определяет мощность и исправную работу всего двигателя. Естественный износ цилиндра проявляется в виде неравно­ мерной выработки в области движения поршневых колец; при этом цилиндрическая форма отверстия искажается, принимая вид овала с большой осью в плоскости качания шатуна (рис. 21).

Рис. 21. Схема действия сил при сжатии смеси и рабочем ходе в двигателе внутреннего сгорания

Типичная картина износа цилиндра по его образующей показана на рис 22. Главные причины износа цилиндра — трение поршневых колец и газовая коррозия как результат действия продуктов горения на ме­

20

Кроме указанных выше видов износа на рабочей поверхности цилин­ дра иногда образуются задиры от трения поршневых пальцев. Глу­ бина этих задиров будет тем меньше, чем быстрее будет обнаружено трение пальца о цилиндр. Осевое усилие, которое выдвигает палец и производит выработку рабочей поверхности цилиндра, является ре­ зультатом неправильной обработки или сборки поршня с шатуном, заключающейся в непараллельности осей верхней и нижней головок шатуна, либо в неперпендикулярности оси отверстия для пальца в поршне к образующей поршня.

Часто задиры цилиндров пальцами происходят вследствие того, что небрежно установлено стопорное кольцо. Кроме перечисленных в цилиндре могут встретиться следующие требующие ремонта дефекты: а) выработка клапанных гнезд;

§ 9 Износ поршня двигателя внутреннего сгорания

Износ поршня выражается в том, что юбка его приобретает овальную форму. Наибольший износ расположен в плоскости качания шатуна (см. рис. 21). При движении поршня кольца поочередно прижимаются к боковым поверхностям кольцевых канавок поршня, в результате чего ширина канавок увеличивается, а высота колец уменьшается. Износ колец по внешнему диаметру вызывает увеличение зазора в замке.

§ 10 Износ и другие дефекты шатуна

Основной дефект, с которым чаще всего приходится сталкиваться при ремонте шатуна,— это разработка втулки нижней головки.

Шатун двигателя — важнейшая его часть и очень капризная. Под­ шипник нижней головки шатуна делается из антифрикционного сплава (баббиты различных марок) и, будучи мягче стали шеек вала, сравни­ тельно быстро изнашивается, вследствие чего увеличивается зазор между подшипником и шейкой вала. Дальнейшее изнашивание может привести к полному разрушению двигателя, так как увеличива­ ющиеся удары подшипника о шейку вала достигают таких размеров, что материал подшипника быстро расколачивается, на шейке вала образуется значительный эллипс, все это в еще большей степени спо­ собствует увеличению зазора и, следовательно, ударов, которые мо­ гут достигнуть такой силы, что шатунные болты не выдержат и разор­ вутся. В результате неизбежна авария, приводящая в негодность двигатель.

Другими дефектами шатуна, требующими ремонта, являются: а) изгиб и скручивание шатуна; б) разработка отверстий для болтов;

в) спиленность торцов и крышки нижней головки; г) износ отверстия для втулки в верхней головке.

21

Быстрый износ подшипника нижней головки шатуна и другие дефек­ ты в нем происходят обычно по следующим причинам:

в) плохая заливка шатуна и неудовлетворительная последующая об­ работка его; г) несвоевременная подтяжка ослабевающих при работе подшипников;

д) неумелая и небрежная техника подтяжки.

§11 Установление предельных износов некоторых деталей двигателя внутреннего сгорания

Как уже указывалось, работа сочленения с зазором, превышающим определенный для данного случая предел, ведет к разрушению ме­ ханизма. Особенно это сказывается на механизмах с возвратно-дви-

ник—шейка коленчатого вала необходимо иметь в виду, что шейка вала нагружена центробежными силами, в результате чего почти в течение всего цикла шейка опирается на подшипник одной и той же стороной (рис. 23).

Таким образом, данное сопряжение отличается от обычного тем, что в нем вал необходимо принять за неподвижную деталь, а подшипник — за вращающуюся и, следовательно, выражение 5 на1Ши 5 макс спра­ ведливо и для этого сопряжения. Для двигателя Л 3/2 имеем: диаметр

гателя легкого топлива среднее давление на 1 см2 площади поршня за полный цикл (с учетом давлений и сил инерции за все такты) равным

5 кг/см2.

Подсчитав полное давление на поршень и поделив полученное на пло­

22

то полное давление на поршень будет:

5 • 33,37 » 170 кг.

Если принять, что опорной поверхностью является половина цилиндри­ ческой поверхности подшипника, длина которого составляет I = 34 мм,

то площадь опорной поверхности будет равна:

/ = 3,14 • 1,75 ■3 ,4 » 17 смг,

тогда

с = da + / = 3,5+ 3’4» 2.

По полученным данным определяем наивыгоднейший зазор:

Для определения максимально допустимого зазора в таком важном сочленении, как цилиндр-поршень, математических формул нет. В настоящее время предел износа сопряжения цилиндр—поршень уста­ навливают лишь экспериментально, связывая его с рабочими характе­ ристиками двигателя (мощность, удельный расход смазки, топлива и т. д.). Надежных опытных данных по этому вопросу покатакженет. Исследование износа автомобильных деталей показало, что предел допустимого износа наступает, когда зазор становится примерно в 1,5 раза больше максимально допустимого зазора. Имея значения мак­

Т а б л и ц а 1

Максимально допустимый зазор между цилиндром и зонами поршня двигателя внутреннего сгорания

* Считая, что детали обрабатывались обыкновенным шлифованием и ше­ роховатость новых деталей составляла 0,01 мм.

23

Как видно из табл. 1, зазоры неодинаковы по высоте поршня, что достигается ступенчатой обработкой последнего. Это необходимо для предупреждения заклинивания поршня в цилиндре от нагревания при работе, так как температура на­

Изнашивающиеся детали кинопроекторов и двигателей внутреннего сгорания гарантийный срок службы, колеблющийся в довольно ши­ роких пределах. Несмотря на это, все детали по срокам службы можно разбить на три группы, приведенные в табл. 2.

Т а б л и ц а 2

Гарантийные сроки службы основных изнашивающихся деталей кинопроекторов и двигателей внутреннего сгорания КЭС

24

Ряд деталей (шестерни приводных механизмов кинопроекторов, цилиндр двигателя внутреннего сгорания с учетом расточек) имеет срок службы больший, чем указано в табл. 2, поэтому замена их про­ изводится по мере необходимости. Гарантийные сроки работы кино­ оборудования приведены в табл. 3.

Т а б л и ц а З

Гарантийные сроки работы кинооборудования

Как видно из табл. 2 и 3, сроки службы деталей кинооборудования относительно невелики. Для повышения долговечности деталей и кинооборудования предусматривается ряд мер, способствующих уве­ личению срока службы деталей и сопряжений. Приведем некоторые из них.

1. Рациональный выбор материалов для деталей трущихся пар. За- водами-изготовителями кинооборудования проводится большая работа по исследованию долговечности работы отдельных сопряжений.

Наибольшую долговечность обеспечивает сочетание материалов сталь— антифрикционный материал (антифрикционный чугун, пластмасса, бронза, бронзо-и железографит, баббит, твердые сплавы и др.).

При изготовлении деталей в киноремонтных мастерских (КРМ) сле­

алов на складе и характера работы сопряжения, можно ориентировать­ ся на установленные практикой сочетания материалов, приведенные

2. Упрочение поверхностного слоя детали. Упрочения поверхнос­

нение как на заводах, изготовляющих кинооборудование, так и в ремон­ тной практике. Используются обычная закалка, закалка токами высокой частоты, цементация, азотирование, цианирование и др.

Широко применяется также нанесение покрытия гальваническим способом. Наибольшее применение получило хромирование. Несмо-

25

Т а б л и ц а 4

Рекомендуемые сочетания материалов деталей трущейся пары, в зависимости от условий их работы

Характер работы деталей сопряже­ ния

тря на то, что хромирование — процесс дорогой, он полностью себя окупает, так как срок службы детали повышается в 8— 10 раз и более особенно при применении пористого хромирования. В последнем слу­ чае слой хрома имеет каналы, в которых накапливается смазка, обеспе­ чивая как бы самосмазывание трущейся пары. Наличие пористых по­ верхностей трения деталей существенно увеличивает срок их служ­ бы в наибольшей степени деталей, работающих в условиях полужидкостного, полусухого или граничного трения.

Пористая поверхность может быть создана также путем маталлизации детали или применением пористых материалов: бронзы, металлоке­ рамики, баббита.

3. Выбор оптимальной толщины покрытия. Практикой установ ны оптимальные толщины покрытий, при которых износостойкость де­ тали оказывается наибольшей. Например, при хромировании на­ ибольшей износостойкостью обладает слой толщиной 0,06—0,08 мм.

При заливке подшипников баббитом наибольшая долговечность его службы достигается при толщине слоя 0,025—0,075 мм. Применение

слоя большей толщины неэкономично как с точки зрения стоимости расходуемого материала, так и с точки зрения срока службы детали.

§13 Допуски, посадки и технические измерения

Вкиноремонтных мастерских (пунктах) от мастера (технического руководителя) требуется универсальность, так как приходится выпол­ нять работы различной сложности и точности. Мастер изготовляет инструменты, приспособления, детали, производит сборку, регули­ ровку оборудования и т. п.

Знание мастером (техноруком) допусков и посадок и умение выбирать (назначать) их обязательно. Ниже излагается сущность системы до-, пусков и посадок.

26

Основные понятия и определения

Любая машина, аппарат, прибор состоит из сборочных единиц. Сбо­ рочной единицей называют часть машины, аппарата, представляющую собой соединение некоторого количества деталей, например: эксцен­ трик мальтийского механизма, фильмовой канал, кривошипно-шатун­ ный механизм и т. п. Две неподвижно или подвижно соединенные де­ тали называются сопряженными деталями.

Поверхность (или размер), по которой происходит соединение двух деталей, называется сопрягаемой поверхностью (или сопрягаемым размером). Различают охватывающую и охватываемую поверхности и

которыми может колебаться действительный размер. Годными счи­ таются те детали, действительный размер которых находится между предельными размерами или равняет-.

Разность между наибольшим и наи­ меньшим предельными размерами составляет допуск размера. Допуск

обозначается буквой 8 с соответствующим индексом. Как следует из рис. 26:

^4 = А — А р ^ В ~ В 6 — Вы-

27

Следовательно, допуск определяет количественно разрешаемую не­ точность (погрешность) при выполнении какого-либо размера в про­ цессе изготовления детали. Чем допуск больше, тем легче изготовить деталь и тем она дешевле. Разность между наибольшим предельным и номинальным размерами называется верхним отклонением (ВО), а

разность между наименьшим предельным и номинальным размерами — нижним отклонением (НО).

Н у л е в о й л и н и е й называется линия, соответствующая номи­ нальному размеру соединения. Вверх от нее откладываются положи-

Рис. 27. Поля допусков отверстия н вала

тельные отклонения, а вниз— отрицательные. Отклонения равны нулю, если предельные и номинальные размеры равны. Действительный размер лежит между верхним и нижним отклонениями, которые образуют так называемое поле допуска.

Эти определения наглядно иллюстрируются рис. 27.

В зависимости от назначения деталей в машине, механизме, они в про­ цессе работы совершают относительное движение или сохраняют не­ подвижность относительно друг друга.

П о с а д к а определяет характер соединения двух вставленных одна в другую деталей и обеспечивает за счет разности фактических разме­ ров свободу их относительного перемещения или прочность их непод­ вижного соединения.

Если фактический размер вала меньше размера отверстия, то посадка будет иметь зазор S, причем

S = А — В.

28

Если же фактический диаметр вала до сборки больше диаметра отвер­ стия, то посадка будет иметь натяг V = B — А, создающий после

сборки определенную неподвижность соединения.

Подсчет зазоров и натягов

Для уяснения смысла некоторых основных понятий приведем числовые примеры. Определим зазоры в подвижной посадке сопряжения про­ дольно-направляющий ролик—ось кинопроектора типа КН. Согласно чертежам, отверстие ролика обозначено: 6+0'03. Это значит, что верхнее отклонение (ВО) составляет 0,03мм (30 микрометров)*, а нижнее от­ клонение (НО) равно нулю. Нулевое отклонение на чертежах не про­ ставляют. Наибольший предельный размер отверстия равен 6,03 мм, а наименьший — 6 мм. Допуск отверстия определяется так:

SA = А6— А„ = 6,03 — 6,00 = 0,03 мм.

Ролики, у которых отверстие окажется меньше 6 мм или больше 6,03 мм, будут негодными.

Ось ролика на чертеже обозначена 0 6—0,0ОШ5(ВО)

(НО)

Для оси наибольший предельный размер составит 5,985 мм, а наимень­ ший — 5,945 мм.

Допуск вала будет:

8В = 5,985 — 5,945 = 0,04 мм.

В зависимости от действительного размера деталей зазор между ро­

ось — наименьший, то между ними будет наибольший зазор, а именно:

5мах с = Аб— Вы = 6,03 — 5,945 = 0,085 мм.

Наименьший зазор будет в том случае, если отверстие ролика самого малого диаметра, а оси — самого большого, т. е.:

S„„h= А , — В6 = 6, — 5,985 = 0,015 мм.

Таким образом, при сборке этого сопряжения зазор может колебать­ ся в пределах от 0,015 до 0,085 мм.

Рассмотрим случай неподвижной посадки втулки вала эксцентрика в корпусе мальтийского механизма кинопроектора типа КН. В данном случае сопряжение с номинальным диаметром 14 мм имеет следую­

щие предельные отклонения: Отверстие под втулку — 14 +°'035{<^о>

+ 0,075 (ВО)

Наружный диаметр втулки вала эксцентрика — 14+0,040 <я0). Наибольший натяг получится, если отверстие с наименьшим пре­ дельным размером (Лм = 14 мм) соединить с втулкой, наружный ди­

* Микрометр (мкм) равен одной миллионной доле метра или одной тысячной доле миллиметра (прежнее название — микрон).

29