1.Общие вопросы проекта

1.1 Исходная информация для разработки дипломного проекта

Годовой объём выпуска изделия Nг = 200 000 шт. Сменность работы - 1 смена. Площадь участка 1800 м². Материал заготовки - сталь 40Р.

Обработка шатуна производится на поточной линии из шли­фовальных, протяжных, агрегатно-сверлильных, хонинговальных станков.

1.2 Служебное назначение и техническая характеристика изделия

Шатун - это деталь, относящаяся к классу некруглые стержни, конструк­тивной особенностью которых является то, что их поперечное сечение имеет некруглую форму, а длина превышает размеры поперечного сечения более чем в 2 раза.

Шатун входит в состав кривошипно-шатунного механизма. Кривошипно-шатунный механизм участвует в совершении рабочего цикла двигателя и преобразует возвратно-поступательное движение поршня, воспринимающего силу давления расширяющихся газов, во вращательное движение коленчато­го вала. Он состоит из следующих деталей : цилиндра, поршня с поршневы­ми кольцами, поршневого пальца, шатуна с подшипником и коленчатого вала с подшипником и маховиком.

Детали кривошипно-шатунного механизма воспринимают большое давление газов, возникающих при сгорании топлива в камере сгорания(70-80 кн.), работают в условиях высоких температур и при большой частоте вра­щения коленчатого вала, в ряде случаев превышающей 2000 об/мин. Чтобы детали двигателя могли длительное время работать в таких тяжелых услови­ях, их изготавливают из прочных металлов и их сплавов, а детали из чёрных металлов (стали и чугуна), кроме того, подвергают специальной термической обработке.

Шатун двигателя, соединяющий поршень с коленчатым валом, штам­пуют из стали . Он состоит из верхней и нижней головок и стержня. Верхняя, неразъёмная головка служит для соединения с поршнем, в неё входит порш­невой палец. Для уменьшения трения пальца о шатун в верхнюю головку за­прессована бронзовая втулка. Нижняя, разъёмная головка шатуна охватывает шейку коленчатого вала. С целью уменьшения трения шатуна о шейку в нижнюю головку устанавливают вкладыши -стальные пластины, рабочая по­верхность которых, прилегающая к шейке вала, покрыта тонким слоем свин­цовой бронзы или специальным алюминиевым сплавом. Нижняя головка ша-

туна и её крышка соединяются шатунными болтами, гайки которых после за­тяжки шплинтуют.

Шатун передаёт усилие от поршня на коленчатый вал. Совершая слож­ное колебательное движение, шатун участвует в преобразовании возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала. Он совершает сложное движение: верхняя его головка движется прямо­линейно вместе с поршнем, а нижняя вращается вместе с шатунной шейкой коленчатого вала. К конструкции шатуна предъявляют следующие требова­ния: высокая прочность и жесткость, простота конструкции, возможность прохода кривошипной головки через цилиндр при сборе двигателя. Стер­жень шатуна работает на продольный изгиб, поэтому его форма в значитель­ной мере определяет жёсткость шатуна. Учитывая требования снижения мас­сы, наиболее рациональным является двутавровое сечение стержня. Дефор­мации стержня шатуна в плоскости его сечения перпендикулярной к ней раз­личны вследствие неодинакового закрепления концов шатуна. Площадь се­чения стержня в направлении большой головки увеличивается, что , обеспе­чивает плавный переход и приводит к снижению концентрации напряжений.

К верхней и нижней головкам шатуна подводится масло: к нижней го­ловке- через канал в коленчатом вале, а к верхней - через прорезь. Из нижней головки масло через отверстие выбрызгивается на стенки цилиндров.

Технические условия изготовления шатунов подчиняются ГОСТ 845-73.Настоящий стандарт распространяется на стальные шатуны (в сборе) ав­томобильных дизельных и карбюраторных двигателей. Шатуны и их крышки имеют твёрдость 217...285 НВ. Шероховатость внутренней поверхности втулки поршневой головки не менее 8 квалитета точности по ГОСТ 2789-43.Отклонение от параллельности торцевой головки шатуна под вкладыши в кривошипной головке шатуна. Отклонение не должно превышать 0,04 мм на длине 100 мм.

Торцы кривошипной головки взаимно параллельны в пределах допуска на ширину головки и перпендикулярны оси отверстия под вкладыши в ней.

Отклонение от перпендикулярности не должно превышать 0,05мм на длине 100мм. Отклонение от цилиндричности по ГОСТ 301-73 отверстия втулки за­прессованной в поршневую головку шатуна после окончательной обработки не должны превышать 0,0025мм. Отклонение от цилиндричности отверстия под вкладыши не должны превышать 0,04мм. Каждый должен быть принят отделом технического контроля предприятия-изготовителя.

Шатун.

Шатун служит для шарнирного соединения коленчатого вала или кривошипа с поршневой группой. Сборка шатуна начинается с запрес­совки втулки в головку 3 шатуна.

Втулку устанавливают так, чтобы канавка 1, предназначенная для смазки пальца, находилась против отверстия 5. Это возможно при условии, если торцы втулки 2 будут запрессованы заподлицо с торцом верхней голов­ки шатуна. Втулки при запрессовке в отверстие шатуна несколько сжимают­ся. Для исправления этого недостатка после запрессовки выполняют чисто­вое растачивание или протягивание или развертывают двумя-тремя разверт­ками отверстие втулки.

После запрессовки втулки в головку шатуна приступают к сборке вкладышей шатуна. Начинают с проверки параллельности плоскостей разъ­ема вкладышей 9 и 10 по высоте на краску: при параллельности плоскостей вкладышей пятна краски должны располагаться по всей плоскости разъема с обеих сторон и не должно быть качания на плите. Если плоскости не парал­лельны, их пришабривают. Допустимая величина выступающих торцов вкладышей из тела шатуна указывается в сб. чертежах (обычно 0,05-0,15 мм).

После запрессовки вкладышей в головку и крышку 8 шатуна их соединяют вместе болтами 4 и гайками 7. Предварительно укладывают ме­жду головкой шатуна и крышкой набор регулирующих латунных или мед­ных прокладок 6 толщиной до 0.05 мм. Общая толщина прокладок указы­вается в чертеже и обычно равна 4-5 мм. После сборки шатуна проверяют отверстия шатуна индикаторным нутромером на овальность и конусообразность, а затем проверяют шатуны на прямолинейность.

На прямолинейность шатуны проверяют на специальном при­боре следующим образом: шатун 6 верхней головкой 5 устанавливают на контрольный палец 4 с конусом, а нижний - на палец 7 контрольной плиты 2, и, завернув винт 8, зажимают шатун на пальце. Затем устанавливают на ци­линдрические пояски контрольного пальца 4 призму (калибр) 3 и подводят его так, чтобы штифты касались плоскости плиты 2. Если шатун прямолине­ен, то все три штифта призмы 3 будут касаться плиты. Если шатун согнут, то касаться плиты будет либо один верхний штифт, либо два нижних. У ша­туна будут касаться плиты верхний и один из нижних штифтов.

Величину скрученности и погнутости шатуна определяют щу­пом 1 по величине зазора между плитой и штифтами. Зазор не должен пре­вышать 0,05 мм.

Если шатун имеет двойной изгиб, который указанным выше способом обнаружить нельзя, то его проверяют так: зажимают шатун на пальце контрольной плиты, выдвигают ограничитель до упора в торец ниж­ней головки шатуна и закрепляют эту головку винтом. Затем, замерив глубиномером

расстояние от торца верхней головки до плоскости плиты, сни­мают шатун с прибора и поворачивают на 180°, подводят до упора в ограни­читель торцом с другой стороны нижней головки и делают второй замер.

Скрытые трещины обнаруживают на специальных установках (рентгеновские и ультразвуковые), а иногда менее совершенным способом -постукиванием молотком по различным участкам шатуна.