4. Лабораторная работа № 3 Исследование износа распределительного вала двигателя

Цель работы: закрепление и развитие знаний, способов, средств и техники дефектации распределительного вала, приобретение практических навыков определения дефектов и их сочетаний, использование средств контроля и руководства по капитальному ремонту автомобилей, уяснение характера дефектовочных работ.

Содержание работы: подготовка исходных данных для дефектации деталей; определение технического состояния деталей; сортировка деталей по результатам контроля; назначение способа ремонта и содержания операций по подефектной технологии; оформление отчета о результатах работы.

Оборудование: распределительный вал двигателя КамАЗ-740; прибор ПБМ-500; лупа 4-х кратного увеличения; микрометр рычажный МР-50 И МР-75 (ГОСТ 4381-80); индикатор часового типа (ГОСТ 577-68); шаблоны с профилем впускных и выпускных кулачков

Конструктивно-технологическая характеристика детали. Распределительный вал изготовлен горячей штамповкой из стали 18ХГТ. Основные конструктивные элементы распределительного вала – опорные шейки (вал имеет пять опорных шеек для установки в развале блока цилиндров) впускные и выпускные кулачки, шейка под распределительную шестерню, шпоночный паз, центровые отверстия. Поверхности опорных шеек и кулачков после цементации закаливают токами высокой частоты. Поверхности шеек и кулачков проходят точную механическую обработку: шлифуются, полируются и затем фосфатируются. Биение поверхностей второй, третьей и четвертой шеек относительно оси крайних шеек допускается не более 0, 025 мм. Нецилиндричность опорных шеек 0,005 мм, непараллельность образующих всех кулачков относительно поверхности крайних шеек не более 0,05 мм.

На задний конец распределительно вала напрессована стальная штампованная шестерня с прямыми зубьями. Зубья шестерни подвергаются термической обработке. Шестерню распределительно вала приводят во вращение через промежуточную шестерню шестерней коленчатого вала.

1. Основные положения

В процессе эксплуатации на вал воздействуют силы трения, вибрация, знакопеременные нагрузки, агрессивная среда и другие факторы. Все это вызывает появление износов ( до 0,05 мм) нарушение качества поверхности шеек (риски, задиры, коррозия), механические повреждения (отколы по торцам вершин кулачков, выкрашивание зубьев шестерни), отклонения расположения ( до 0,10 мм).

Дефекты, если они не обладают выбраковочными признаками, устраняют обработкой под ремонтный размер (РР), слесарно-механической обработкой, пластическим деформированием, вибродуговой наплавкой, наплавкой под слоем легирующего флюса.

2. Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с организацией рабочего места и проверить его комплектность.

2. Усвоить особенности конструкции распределительного вала, условия работы и характер возможных повреждений, технические требования на дефектацию детали.

3. Ознакомиться с правилами пользования инструментами и пра­вилами техники безопасности.

4. Определить состояние распределительного вала.

4.1. Произвести наружный осмотр его поверхностей. Установить наличие трещин любого характера и расположения, наличие рисок и задиров на опорных шейках и кулачках, наличие отколов по торцам вершин кулачков, состояние шпоночного паза, состояние центровых отверстий, наличие других видимых дефектов. Осмотр провести в соответствии с дефектовочной ведомостью (таблица 4.1). Результаты осмотра записать в отчет (таблица 4.3)

Таблица 4.1 - Карта технических требований на дефектацию

См. рисунок 4.1			Деталь				Вал распределительный
			№ детали				740.1006.015
			Материал				18ХГТ
			Твердость				Поверхности опорных шеек и кулачков 58-63 HRCэ
№ де­фекта по эс­кизу	Возможные дефекты	Способ установления дефекта и контрольный инструмент	Размер, мм				Заключение
			по рабочему чертежу		допусти­мый без ремонта
1	2	3	4		5		6
–	Трещины любого характера и расположения	Визуально, лупа 10-и крат­ная, ЛИ-3-10 ГОСТ 8309-75, дефектоскоп	–		–		Браковать
Окончание таблицы 4.4
1	2	3		4		5		6
1	Отколы по торцам вершин кулачков	Визуально, штангенцир­куль ШЦ-11-250-0,05 ГОСТ 166-80					Браковать при отколах более 3 мм
2	Уменьшение цилиндрической части кулачков а	Скоба 36, 00	а=37 0,05		а=36,60		Шлифовать по копиру, браковать при уменьшении размера в менее 44, 0
3	Износ впускных и выпускных кулачков по высоте h	Приспособление для контроля профиля кулачков	h=8,05 0,1		h=7,9		При уменьшении размера h наплавить по профилю (таблица 4.2)
4	Износ передней и средних опорных шеек Размеры:	Скоба СР-50-75			53,88		Шлифовать под ремонтный размер
	I ремонтный	53,69			53,88
	II ремонтный	53,49			53,39
5	Погнутость распределительного вала	Приспособление для контроля погнутости вала	Биение средних шеек 5 не более 0,025		0,035		Править
6	Износ задней опорной шейки. Размеры:	Скоба СР 25-50			41,93		Шлифовать под ремонтный размер
	I ремонтный	41,73			41,73
	II ремонтный	41,53			41,5
7	Износ шейки под шестерню	Скоба 35,01			35,01		Осталивать
8	Износ шпоночного паза	Калибр 5			5		Фрезеровать новый паз под углом 1800 к изношенному

4.2. Замерить микрометром диаметры опорных шеек. Согласно рисунку 4.2 измерения проводить в двух поясах I-I и II-II и в двух взаимно перпендикулярных плоскостях А-А и Б-Б. Направление оси А – А принимают по направлению шпоночной канавки, а направление Б – Б перпендикулярно к ней. Результаты измерений записать в таблицу 4.4 отчета.

4.3. Определить овальность опорных шеек, как разность диаметров, измеренных в одном и том же поясе, но в разных плоскостях (рисунок 4.2, а). Результаты измерений записать в таблицу 4.4 отчета.

Рисунок 4.1 – Дефекты распределительного вала

Рисунок 4.2 – Схема обмера опорных шеек (а) и кулачков (б, в) распределительного вала

Таблица 4.2 – Размеры кулачков распределительно вала двигателя КамАЗ-740

Выпускных						Впускных
	h, мм		h, мм		h, мм		h, мм		h, мм		h, мм
99	0,000	128	0,656	150	5,142	99	0,000	128	0,967	150	5,901
104	0,019	132	1,235	156	6,163	104	0,027	132	1,663	156	6,939
110	0,088	138	2,562	164	7,200	110	0,138	138	2,520	164	7,769
114	0,156	140	3,034	174	7,929	114	0,300	140	3,788	174	8,005
118	0,236	148	4,759	180	8,050	118	0,419	148	4,922	180	8,050

4.4. Определить величину общего износа для всех опорных шеек, за исключением задней.

, (4.1)

где -общий износ, мм;

-наименьший предельный размер по чертежу, мм;

-минимальный диаметр изношенной шейки, мм.

Результаты записать в таблицу 4.4 отчета.

5. Определить величину одностороннего неравномерного износа

, (4.2)

где - односторонний неравномерный износ, мм;

- коэффициент неравномерности, =0,6.

Результаты записать в таблицу 4.4 отчета.

5. Определить нецилиндричность и конусообразность шеек:

, (4.3)

, (4.4)

где - нецилиндричность шеек, мм;

- конусообразность шеек, мм.

Для каждой шейки получить два значения овальности два конусообразности. Наибольшие значения записать в таблицу 4.4 отчета.

5. Определить размер обработки опорных шеек при износе в пределах РР. Расчет вести по шейке, имеющей наибольший износ:

, (4.5)

где - наибольший предельный размер ремонтируемой шейки, мм;

- минимальный односторонний припуск на обработку (для шлифования =0,05 мм).

Записи расчетов записать в отчет

5. Назначить категорию РР для всех опорных шеек в соответствии с таблицей 4.1.

6. Определить состояние кулачков. Измерить микрометром диаметры цилиндрической части кулачков (размер а, рисунок 4.2, б, в), в двух поясах, отстоящих от торцов на 5 мм. Измерить высоту кулачков (размер b, рисунок 4.2, в). Рассчитать высоту подъема каждого клапана

(4.6)

Наименьший действительный размер цилиндрической части и высоты подъема записать в таблицу 4.5.

5. Определить состояние кулачков по профилю, для чего опереть шаблон на кулачок и установить характер износа. Определить необходимость ремонтных воздействий.

6. Определить радиальное биение распределительного вала по средним шейкам относительно крайних шеек. Для этого стержень индикатора упирают в среднюю опорную шейку. Обеспечив натяг, поворачивают вал пока стрелка не займет одно из крайних положений. Затем поворачивают вал на 180⁰ и определяют новое положение стрелки. Разность между двумя показаниями и определит биение вала. Прогиб вала равен половине его биения. Результаты записать в отчет.

7. Пользуясь шаблоном, определить состояние шпоночного паза.

Таблица 4.3 – Карта осмотра распределительного вала

Конструктивные элементы детали	Требования рабочего чертежа	Действительное состояние элемента детали	Способ установления дефекта	Заключение
1. Трещины любого характера и расположения	Трещины не допускаются
2. Отколы по торцам вершин кулачков	Не допускаются
3. Риски, задиры, прижоги любого характера и расположения	Не допускаются
4. Состояние центровых отверстий	Повреждения не допускаются
3. Другие дефекты

5. Привести в порядок рабочее место и сдать его лаборанту.

6. Оформить отчет о работе.