СТИЛЬ-АВТО

ПЕРВОУРАЛЬСК

Запчасти для иномарок и отечественных автомобилей в Первоуральске

ВАЗ 2110 ВАЗ 2107 ВАЗ 2105 ВАЗ 2106 ВАЗ 2109

Проверка шатунных шеек и шатунных подшипников. Шатунные шейки


Шатунная шейка - коленчатый вал

Шатунная шейка - коленчатый вал

Cтраница 1

Шатунные шейки коленчатого вала этого дизеля закалены токами высокой частоты. Вкладыши нижней головки шатуна стальные, залиты свинцовистой бронзой.  [1]

Шатунная шейка коленчатого вала подвергается закалке с последующим отпуском.  [2]

Шатунные шейки коленчатого вала подвергаются закалке с последующим отпуском.  [3]

Шатунные шейки коленчатых валов обычно имеют устройства для центробежной очистки масла от механических примесей ( грязеуловители), которые значительно улучшают очистку масла, поступающего к шатунным подшипникам.  [5]

Шатунные шейки коленчатых валов расположены попарно с разворотом на 180 с одной общей щекой. В первых трех ступенях цилиндры 2 и их крышки чугунные литые с рубашками для водяного охлаждения. В следующих ступенях устанавливаются стальные кованые цилиндры с разъемными кожухами для охлаждения. В зависимости от числа цилиндров в ряду и их размеров предусматривается для них одна или две качающиеся опоры. Клапаны в основном кольцевые и дисковые. Для первых двух ступеней скользящие поршни двойного действия, для последующих ступеней - дифференциальные. Уплотнение штоков осуществляется сальниками обычных конструкций. Система смазки механизма движения циркуляционная. К цилиндрам и сальниками масло подается лубрикатором.  [7]

Шатунные шейки коленчатого вала посредством тяг соединяются со сбегающими концами тормозных лент. Обойма тяги надевается на вал и устанавливается на полувтулках из антифрикционных материалов.  [8]

Шатунные шейки коленчатого вала, эксцентрик плунжера масляного насоса ( в компрессоре 1КТ) с овальностью и конусностью более допустимой шлифуют. Разрешается оставлять после шлифовки на шатунной шейке вмятины в количестве не более двух общей площадью до 20 мм2 и глубиной до 0 2 мм. Изношенные поверхности вала в местах посадки колец шарикоподшипников и сальника разрешается восстанавливать цинкованием или вибродуговой наплавкой под слоем флюса. Коническую поверхность вала проверяют калибром по краске. Шарикоподшипники заменяют при наличии выкрашивания металла на поверхности шариков, трещин в кольцах, излома сепаратора или износа беговых дорожек. Новые шарикоподшипники надевают на шейки вала с предварительным подогревом в масле до 100 - 120 С.  [9]

Шатунные шейки коленчатого вала имеют внутренние полости 6 закрытые заглушками, где масло подвергается дополнительной центробежной очистке.  [10]

Шатунные шейки коленчатого вала сделаны пустотелыми, а их внутренняя поверхность используется для дополнительной ( центробежной) очистки масла. Для подвода масла от коренных шеек к шатунным просверлены каналы.  [11]

Шатунные шейки коленчатого вала компрессора могут иметь номинальный или ремонтные размеры.  [12]

Шатунные шейки коленчатого вала ЗИС-120 полые ( высверлены), что обеспечивает снижение веса противовесов и всего вала в целом.  [13]

Шатунные шейки большого коленчатого вала обычно обрабатываются на крупных специальных станках, а шатунные щейки вала компрессора при том же выпуске обрабатываются на обычных одно - и многорезцовых токарных и круглошлифовальных станках, но в приспособлениях со смещением оси вращения на величину эксцентрицитета.  [14]

Шатунные шейки коленчатых валов больших компрессоров обрабатываются на специализированных станках, предназначенных для этой цели. Обрабатываемый коленчатый вал не вращается, а закрепляется неподвижно в специальных центросместительных стойках ( фиг. Стойки состоят из чугунных корпусов /, крышек 2 и вкладышей 3, в которые устанавливаются коренные шейки вала. Стойки крепятся к столу станка болтами.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Коленчатый вал - что это такое

Коленчатый вал – это одна из самых важных деталей любого двигателя. Она строго индивидуальна для каждой модели автомобиля и в процессе работы притирается к конкретному двигателю.

1. Что такое коленчатый вал, его основные задачи?

Коленчатый вал (коленвал) – это главный элемент двигателя автомобиля, являющийся частью кривошипно-шатунного механизма, который преобразует энергию сгорающих в цилиндрах двигателя газов в механическую энергию.

Главная задача коленчатого вала – преобразовать возвратно-поступательные движения поршней двигателя в крутящий момент, который через трансмиссию передаётся на колёса автомобиля. Одной из основных технических характеристик коленчатого вала, как и всего двигателя, является радиус кривошипа. Это расстояние от осей коренных шеек (шейки, в которых вращается коленвал в цилиндровом блоке) к осям шатунных шеек (шейки, которые вращаются внутри большой головки шатуна). Удвоенный радиус кривошипа являет собой длину хода поршня, которая определяет объём цилиндров. Если изменить длину радиуса кривошипа при неизменном диаметре цилиндра, это приведёт к изменению объёма цилиндров. Эту зависимость часто используют, чтобы менять технические характеристики всего двигателя в определённом направлении.

Подбирая соотношение длины хода поршня и диаметра цилиндра, двигатель можно сделать длиноходным (ход поршня превышает диаметр цилиндра) или короткоходным (диаметр цилиндра больше, чем ход поршня). Короткоходные двигатели дают возможность повысить мощность за счёт увеличения скорости вращения. А длиноходные двигатели более экономичны и обеспечивают высокий крутящий момент на низких оборотах.

При изменении параметров коленчатого вала происходит изменение всех параметров двигателя, поэтому нужно быть предельно осторожным, тюнингуя свой автомобиль, так как технические характеристики часто меняются не в лучшую сторону.

2. Материалы, из которых изготовлен коленчатый вал.

Когда двигатель работает, на коленчатый вал действую сильные нагрузки. Его надёжность определяется конструкцией и материалом, из которого он изготовлен. Этот элемент двигателя, как правило, имеет цельную структуру. А потому материалы для него должны быть максимально прочными, потому что от прочности коленчатого вала будет зависеть работа всей системы.

В качестве материалов для изготовления коленвалов используют углеродистую и легированную сталь либо чугун высокой прочности. Коленвал можно изготовить методом литья, методом ковки из стали или методом точения. Заготовки получают способом горячей штамповки или способом литья. Очень важно, как расположены волокна материалов в заготовках. Чтобы не допустить их перерезания в дальнейшей обработке, применяются гибочные ручьи. Когда заготовка готова, её дополнительно обрабатывают под высокой температурой и очищают от окалины (дробомётной машиной или методом травления).

Материал и способ производства коленвала подбирается в зависимости от типа и класса автомобиля.

1. В серийных моделях коленвал производят из чугуна методом литья. Это даёт возможность уменьшить себестоимость производства и уложиться в указанные расчёты.

2. Более дорогие спортивные модели оснащают кованным стальным коленвалом. Подобные детали имеют множество преимуществ над литыми по габаритам, весу и прочности, а потому всё чаще применяются в автомобилестроении.

3. Для самых дорогих двигателей коленвал вытачивают из цельного стального куска. При этом значительная часть материала попросту становится отходами.

3. Конструкция коленчатого вала.

Конструкция коленчатого вала определяются количеством цилиндров, их конфигурацией и порядком работы, от чего зависит расположение и количество коренных и шатунных шеек. Например, в двигателях V6 присутствует небольшое угловое смещение шатунных шеек по длине вала. В американской версии двигателя V8 коленвал напоминает крест, а в европейской версии V8 для спортивных автомобилей коленвал плоский. Несмотря на всё это, конструкция разных коленчатых валов очень похожа. Конструктивно коленчатый вал состоит из таких основных элементов:

1. Коренные шейки – опорная шейка, которая находится в коренном подшипнике (располагается в картере двигателя).

2. Шатунные шейки – опорные шейки, которые связывают коленвал с шатунами (в них проходят масленые каналы для смазки) и служат опорой для шатунов.

3. Щёки вала – элемент, который связывает между собой коренные и шатунные шейки.

4. Носок (выходная передняя часть вала) – часть, на которую крепится зубчатое колесо либо шкив отбора мощности, соединяющиеся с газораспределительным механизмом, распределительным валом, гасителем крутильных колебаний, вспомогательными узлами и элементами.

5. Хвостик (выходная задняя часть вала) – часть, которая соединяется с маховиком или шестернёй отбора мощности.

6. Противовесы – элемент коленвала (по сути, продолжение щеки в противоположную сторону от шатунных шеек), который отвечает за разгрузку коренных шеек от сил инерции нижних частей шатунов и неуравновешенных масс кривошипа и обусловливают плавную работу двигателя.

7. Подшипники скольжения – обеспечивают вращение коленчатого вала на опорах. Подшипники являют собой тонкостенные вкладыши, изготовлены из стальной ленты с антифрикционным слоем. Вкладыши фиксируются в опоре выступом, который не позволяет им перекручиваться или за счёт тугой посадки. Наличие смазки обеспечивает простое вращение в подшипниках на протяжении долгого времени.

8. Упорный подшипник скольжение – элемент, который не допускает осевых перемещений коленчатого вала. Он устанавливается на крайнюю коренную шейку или на среднюю коренную шейку. Количество коренных шеек, обычно, превышает количество шатунных на единицу (такой коленвал называют полноопорным) и они имеют больший диаметр.

Коленом называют шатунную шейку, которая располагается между двумя щеками. Положение колен определяется особенностями работы двигателя, положением его цилиндров и должно обеспечивать его уравновешенность, минимальные колебания и минимальные крутильные моменты.

Место перехода шейки к щеке – это самое нагруженное место в конструкции коленвала. Для того, чтобы снизить напряжение на это место, переход делают с галтелью (радиусом закругления). Галтели увеличивают длину вала и для снижения этого значения их углубляют в шейку или щеку. Все коренные и шатунные шейки интегрированы в смазочную систему двигателя. Эти элементы смазываются под давлением. Подвод масла организован к каждой из коренных шеек от общей магистрали в индивидуальном порядке. А к шатунным шейкам масло попадает по каналам в щеках.

4. Обслуживание коленчатого вала.

Коленчатый вал, как и любая деталь автомобиля требует периодического обслуживания. Для этого нужно уметь его снимать и устанавливать обратно.

Снятие коленчатого вала производится в такой последовательности:

1. Демонтируется двигатель из автомобиля, а потом из него снимаются все элементы.

2. Двигатель переворачивается коленвалом к верху. Крышки коренных подшипников отличаются, поэтому необходимо запомнить их положение.

3. Снимаются крышки коренных подшипников.

4. Поднимается коленвал, а заднее уплотнительное кольцо снимается.

5. Снимаются коренные вкладыши с крышек коренных подшипников и блока цилиндров.

После снятия производится проверка коленчатого вала.

Алгоритм проверки коленчатого вала:

1. Промыть бензином все составляющие и просушить деталь.

2. Тщательно осмотреть коленвал на наличие негативных следов от использования (трещины, сколы, сильный износ). Если же коленвал признан непригодным для дальнейшей эксплуатации, то придётся приобрести новый.

3. Прочистить, промыть и продуть сжатым воздухом все каналы для масла, предварительно открутив пробки.

4. Если на шатунных шейках обнаружены задиры или царапины, то их необходимо отшлифовать и отполировать. После этого опять следует продуть воздухом масляные каналы.

5. Осмотреть вкладыши коренных подшипников. Если на них есть дефекты, то их необходимо заменить на новые.

6. Осмотреть маховик и при обнаружении на нём дефектов, маховик стоит заменить.

7. Осмотреть подшипник носка и, если на нём есть негативные следы эксплуатации, то его нужно выпрессовать и запрессовать новый.

8. Осмотреть сальник, который находится в крышке распределительных звёздочек и при необходимости заменить эту деталь. При большом пробеге автомобиля сальник меняют в обязательном порядке.

9. Сменить и обжать набивку заднего уплотнения коленвала.

10. Проверить резиновые уплотнители, которые расположены в держателе набивки. Если они непригодны для дальнейшего использования, то их нужно заменить.

После проверки коленчатый вал необходимо установить обратно. Установка коленчатого вала производится в обратной последовательности к его снятию. Перед установкой нужно обязательно смазать все шейки и другие элементы коленвала моторным маслом. После установки следует проверить, что коленчатый вал вращается легко и плавно. В противном случае придётся его опять снять и установить заново, добиваясь плавности хода.

Подписывайтесь на наши ленты в Facebook, Вконтакте и Instagram: все самые интересные автомобильные события в одном месте.

Была ли эта статья полезна?Да Нет

auto.today

Шатунная шейка - вал - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Шатунная шейка - вал

Cтраница 1

Шатунные шейки вала полые. В полостях шатунных шеек, закрываемых резьбовыми заглушками 3, осуществляется центробежная очистка масла, поступающего от коренных подшипников через наклонные отверстия в коленчатом валу. Для улучшения очистки масла в отверстия шатунных шеек завальцованы трубки, обеспечивающие забор масла из центральной зоны полости шатунной шейки.  [1]

Шатунные шейки вала имеют полости 5, в которые поступает масло из магистрали в блоке. Во время вращения коленчатого вала масло в полостях очищается и только после этого поступает в шатунные шейки.  [3]

Шатунные шейки валов судовых двигателей помимо обычного расчета на прочность проверяются также по формулам Морского Регистра СССР.  [4]

На шатунные шейки вала устанавливаются шатуны.  [5]

Смазка шатунных шеек вала и нижних головок шатунов принудительная от масляного насоса; смазка поршней, пальцев цилиндров и коренных подшипников - разбрызгиванием.  [6]

Поэтому шатунную шейку вала следует считать неподвижной деталью, а подшипник - вращающейся. Это подтверждается и опытом - шатунные шейки коленчатых валов имеют односторонний износ.  [7]

На шатунную шейку вала действуют силы Т и РиА - сила инерции части массы шатуна, отнесенной к точке А.  [8]

На шатунных шейках валов крепят шатуны. В зависимости от конструкции компрессора на одной шатунной шейке могут быть закреплены один или несколько шатунов.  [9]

Вначале наплавляют шатунные шейки валов, а затем коренные, последовательность наплавки не оказывает влияния на деформацию вала. Галтели наплавляют кольцевым валиком при выключенном суппорте станка, а остальную часть шест; по винтовой линии.  [10]

Перед измерением шатунную шейку вала устанавливают в нижнюю мертвую точку. За действительный зазор на масло принимают серднеарифметическое значение зазоров, измеренных с обеих сторон подшипника.  [12]

На каждой шатунной шейке вала расположены нижние головки двух шатунов первой ступени и одного шатуна второй ступени.  [13]

В каждой шатунной шейке вала имеется полость, которая выполняет роль грязеуловителя. Сюда поступает масло от коренных шеек. При вращении вала частицы грязи, находящиеся в масле, под действием центробежных сил отделяются от масла и оседают на стенке грязеуловителя, а к шатунным шейкам поступает очищенное масло. Очистка грязеуловителей осуществляется через завернутые в их торцах резьбовые пробки только при разборке двигателя.  [14]

Страницы:      1    2    3    4    5

www.ngpedia.ru

Проверка шатунных шеек и шатунных подшипников

Шатунная шейка

Рис. 2.145. Измерение овальности и конусности шатунной шейки микрометром

Проверьте шатунные шейки на наличие признаков неравномерного износа или повреждений. Измерьте овальность и конусность шатунной шейки микрометром. Если шатунная шейка имеет повреждения или ее овальность или конусность превышают предельные значения, замените коленчатый вал или прошлифуйте шатунную шейку с уменьшением ее диаметра до ближайшего ремонтного размера и используйте вкладыши уменьшенного размера.

Предельные значения по овальности и конусности 0,01 мм.

Шатунный подшипник и шатунная шейка

Шатунный болт

Рис. 2.146. Схема проверки шатунного болта

Деформация шатунного болта (болт с затяжкой в зоне пластической деформации).

Измерьте диаметр резьбы шатунного 1 болта 2 в точках «A» и «B» микрометром 3. Вычислите разность диаметров («A» – «B»). Если разность превышает предельное значение, замените шатун.

Схема измерения шатунного болта «a»: 32 мм, «b»: 40 мм.

Предельное значение разности диаметров шатунного болта («A» – «B»): 0,1 мм.

Общие сведения о шатунных подшипниках (вкладышах)

Для ремонта поставляются шатунные подшипники номинального размера и подшипники увеличенной (под шейки коленчатого вала уменьшенного диаметра) на 0,25 мм толщины, подшипники номинального размера разбиты на 5 видов, отличающихся по допуску.

Рис. 2.147. Шатунный вкладыш: 1 – красная краска

Для идентификации подшипника увеличенной толщины, используется маркировка красного цвета, которая нанесена, как показано на рисунке 2.147, толщина подшипника увеличенной толщины составляет 1,605–1,615 мм в центральной части.

Осмотр шатунного подшипника

Проверьте вкладыши подшипника на наличие признаков оплавления, точечной коррозии, прожога или расслаивания, также осмотрите отпечаток пятна контакта. Дефектные вкладыши подшипников должны быть заменены.

Зазор между вкладышами и шатунными шейками коленчатого вала

Перед проверкой зазора в подшипнике очистите подшипники и шатунные шейки.

Установить вкладыши в шатун и крышку шатуна.

Положите отрезок калиброванной пластмассовой проволоки 1 на поверхность шатунной шейки (параллельно коленчатому валу) так, чтобы он не закрывал масляный канал.

Рис. 2.148. Укладка отрезка калибровочной проволоки

Установите крышку шатуна 1 на шатун.

Рис. 2.149. Установка крышки шатуна

При установке крышки следите за тем, чтобы метка в виде стрелки 2 на крышке была обращена в сторону шкива коленчатого вала, как показано на рисунке 2.149. Смажьте моторным маслом шатунные болты, постепенно затяните глухие гайки 3 следующим образом.

а. Затяните все гайки моментом 15 Н·м.

b. Повторно доверните их на 45°

c. Повторите операцию b) еще раз.

Момент затяжки

Глухая гайка шатунного подшипника (a): затяните моментом 15 Н·м, доверните на 45° и 45°

Снимите крышку и определите величину зазора по сплющиванию калиброванной пластмассовой проволоки 2 в самом широком месте, используя шкалу 1 на упаковке калиброванной пластмассовой проволоки.

Если зазор превышает предельное значение, используйте новый подшипник номинального размера. После подбора нового подшипника снова проверьте зазор.

Зазор в шатунном подшипнике

Номинальное значение: 0,029–0,047 мм.

Предельное значение: 0,065 мм.

Если зазор не может быть приведен в норму установкой нового подшипника номинального размера, прошлифуйте шатунную шейку до ближайшего ремонтного размера и используйте подшипник увеличенной на 0,25 мм толщины.

ПРИМЕЧАНИЕ

После проверки зазора в шатунном подшипнике проверьте деформацию шатунных болтов.

Подбор шатунных подшипников

Рис. 2.151. Маркировка на шатуне и его крышке: A – № внутреннего диаметра нижней головки шатуна; B – метка указания веса

Проверьте № на шатуне и его крышке, как показано на рисунке 2.151.

ПРИМЕЧАНИЕ

Если подшипник находится в неудовлетворительном состоянии или зазор в подшипнике – отличается от нормы, подберите и установите новый подшипник номинального размера следующим образом.

При замене по любой причине коленчатого вала или шатуна с подшипником, подберите новые подшипники номинального размера по номерам, выбитым на шатуне и его крышке и/или буквам, выбитым на щеке коленчатого вала возле 3-го цилиндра.

Три № («1», «2» и «3») соответствуют следующим внутренним диаметрам нижней головки шатуна.

Например, № «1» указывает, что внутренний диаметр нижней головки шатуна составляет 45,000–45,006 мм.

Внутренний диаметр нижней головки шатуна

Затем проверьте диаметр шатунной шейки коленчатого вала. На щеке коленчатого вала №3 выбито четыре буквы, как показано на рисунке. Три буквы («A», «B» и «C») соответствуют следующим диаметрам шатунных шеек коленчатого вала. Например, буква «A» указывает, что соответствующий диаметр шатунной шейки коленчатого вала составляет 41,994–42,000 мм

Наружный диаметр шатунной шейки коленчатого вала

Рис. 2.152. Маркировка наружного диаметра шатунных шеек коленчатого вала: A – диаметр шатунной шейки коленчатого вала цилиндра №1; B – диаметр шатунной шейки коленчатого вала цилиндра №2; C – диаметр шатунной шейки коленчатого вала цилиндра №3; D – диаметр шатунной шейки коленчатого вала цилиндра №4

Рис. 2.153. Цветовая маркировка вкладышей шатунных подшипников: 1 – цветовая маркировка

Существует пять видов подшипников номинального размера, отличающиеся по толщине. Для различия они имеют идентификационные метки следующих цветов в местах, показанных на рисунке 2.153.

Каждый цвет соответствует определенной толщине центральной части подшипника.

Толщины шатунных подшипников номинального размера

Таблица подбора шатунных подшипников номинального размера

Рис. 2.150. Измерение сплющенного отрезка калибровочной проволоки

Используя шкалу 1 на упаковке с калиброванной пластмассовой проволокой 2, проверьте зазор в подшипнике для подобранного подшипника номинального размера (рис. 2.150). Если величина зазора все еще превышает предельное значение, установите подшипник увеличенной толщины и снова проверьте зазор.

carmanz.com

Шатунные шейки

Создание эффективного и прочного подшипника — это не только вопрос оптимальной конструкции вкладышей подшипника. Шатунные шейки также играют значительную роль, т.к. любое отклонение от допустимой геометрии может вызвать повреждение подшипника.

 

Осевая погрешность профиляОсевая погрешность профиля шатунных шеек может представлять собой коническое, выпуклое или вогнутое отклонение (Рисунок 1). Степени допустимого отклонения формы определяются заданными предельными значениями и зависят от диаметра и толщины шатунной шейки. В Таблице 1 приведен пример с шейкой диаметром 50 мм.

Радиальная погрешность профиляРадиальная погрешность профиля возникает в тех местах, где во время изготовления есть вибрации между инструментом и шатунной шейкой. На Рисунке 2 приведены примеры возможных радиальных погрешностей профиля. Степени допустимого отклонения формы зависят от типа отклонения, а также минимальной толщины масляной пленки. Минимальная толщина пленки масла зависит от нагрузки на подшипник.

[Рис. 1]

Создают такие погрешности формы шейки коленчатого вала в осевом направлении, как коническое, выпуклое или вогнутое отклонение от идеальной цилиндрической формы. Практически все шейки коленчатых валов имеют отклонения от идеальной цилиндрической формы. Решающее значение имеет разница между самым большим (a) и самым маленьким (b) диаметрами. Примеры предельно допустимых погрешностей формы приведены в Таблице 1.

[Рис. 2]Типичные отклонения формы шеек коленчатого вала от идеальной круглой формы в радиальном направлении. На иллюстрации показаны отклонения от 1-го по 6-ой порядок. Такие погрешности формы возникают в том случае, если между шлифовальным кругом и проворачивающимся коленчатым валом создаются гармонические колебания.

Шероховатость поверхностиВместе с осевыми и радиальными погрешностями формы еще одни важным свойством шатунной шейки является качество обработанной поверхности. Высокое качество обработанной поверхности минимизирует износ шейки и вкладыша. В Таблице 2 приведен ряд рекомендаций в отношении параметров Ra и Rz шероховатости поверхности.

Коленчатые валы из ЧШГВ настоящее время коленчатые валы изготавливают либо из стали, либо из чугуна с шаровидным графитом (ЧШГ). ЧШГ содержит включения графита (так называемые «вкрапления» графита), повышающие эластичность материала. При производстве шеек из ЧШГ необходимо учитывать одну специфическую характеристику.

При перешлифовке шейки из чугуна с шаровидным графитом происходит разрезание «вкраплений» графита, а «размазывание» материала во время процесса резки вызывает формирование «крышек», закрывающих «вкрапления» графита. Поэтому даже если поверхность внешне выглядит гладкой, во время работы двигателя напряжения на «крышках» могут вызвать их разрушение, что приведет к повреждению подшипника (см. Рисунки 3 и 4). Формирования «крышек» следует избегать во что бы то ни стало. Для этого существуют два способа. Первый способ заключается в минимизации формирования «крышек» за счет использования полос из кубического нитрида бора (КНБ ). Второй способ — это газовое азотирование и полировка после шлифовки вала. «Крышки», подвергшиеся газовому азотированию, более хрупкие и во время полировки легче отламываются. Необходимо отметить, что шлифовка и полировка должны выполняться в противоположных направлениях, при этом полировка должна осуществляться в направлении вращения двигателя.

[Рис. 3] Поверхность «крышек» вкраплений графита на коленчатом валеСхематическое увеличенное изображение шейки коленчатого вала, выполненного из чугуна с шаровидным графитом, в поперечном разрезе. Заштрихованные области представляют собой включения графита в матрицу чугуна. При перешлифовке шейки коленчатого вала включения графита разрезаются. Режущий инструмент «размазывает» сталь по включениям таким образом, что они частично или полностью закрываются «крышкой». Такие «крышки» могут быть опасны для двигателя. Циклическая нагрузка на подшипник может вызвать вибрацию или повреждение «крышек». Разрушение «крышек» может привести к повреждению подшипника частицами загрязнения.
[Рис. 4]Увеличенное в 300 раз изображение шейки коленчатого вала, выполненного из чугуна с шаровидным графитом, в поперечном разрезе. На нем хорошо видны «крышки», показанные на Рисунке 3.

По материалам компании Federal-Mogul

 

 

 

 

info-parts.ru

2.7. Силы, действующие на шатунные шейки коленчатого вала.

Силы, действующие на шатунные шейки рядных и V-образных двигателей, определяют аналитическим или графическим построением. Аналитически результирующая сила, действующая на шатунную шейку двигателя:

.

- сила, действующая на шатунную шейку по кривошипу, Н.

где

Построение полярной диаграммы нагрузки на шатунную шейку геометрическим сложением суммарной силы S, действующей по оси шатуна, с центробежной силой инерции KRш, действующей по кривошипу, осуществляется следующим образом.

Из точки О, представляющей собой центр условно неподвижной коренной шейки, радиусом, равным в принятом масштабе радиусу кривошипа, описывают окружность. Из точки О1 - центра шатунной шейки в в.м.т. – проводят вторую окружность радиусом, равным в том же масштабе длине шатуна. Окружность с центром О делят на равное число частей (обычно на 12 или 24). Через точки деления из центра О проводят лучи до пересечения с окружностью, проведенной из точки О1. Эти лучи представляют собой относительные положения оси условно вращающегося цилиндра двигателя. Принято, что цилиндр вращается с угловой скоростью, равной по величине, но противоположной по направлению угловой скоростью вращения коленчатого вала. Соединяя точку О1 с концами проведенных лучей, получаем отрезки О111, О121 и т.д. Эти отрезки – относительные положения оси шатуна при определенных углах поворота коленчатого вала. Из точки О1 по направлениям оси шатуна откладывают в определенном масштабе Мр с учетом знаков векторы сил S и концы их соединяем плавной линией. Полученная кривая называется полярной диаграммой сил S с полюсом в точке О1.

Для нахождения результирующей силы Rш.ш. необходимо переместить полюс О1 по вертикали на величину силы KRш (она постоянна по величине и направлению), взяв ее в том же масштабе Мр. Полученная точка Ош называется полюсом полярной диаграммы результирующих сил Rш.ш., действующих на шатунную шейку. Чтобы геометрически сложить векторы сил S и КRш для какого-либо положения кривошипа (например, 23), достаточно провести из полюса Ош вектор Ош23. Этот вектор, являющийся геометрической суммой векторов ОшО1 = КRш и О123 = S23, по величине и направлению соответствует искомой силе Rш.ш23.

Для определения средней результирующей силы за цикл Rш.ш.ср. полярную диаграмму перестраивают в прямоугольные координаты в функции угла поворота коленчатого вала. Для этого на оси абсцисс откладывают: для каждого положения коленчатого вала углы поворота кривошипа, а на оси ординат – значения результирующей силы Rш.ш., взятые из полярной диаграммы. При построении диаграммы все значения Rш.ш считаются положительными. Среднюю величину результирующей силы Rш.ш.ср находят путем планиметрирования площади под кривой Rш.ш.=.

На основании полярной диаграммы нагрузок на шейку коленчатого вала можно построить диаграмму износа шейки. Эта диаграмма дает возможность определить наиболее и наименее нагруженные участки шатунных шеек, что необходимо для правильного определения местоположения масляного отверстия. Кроме того, она дает наглядное представление о характере износа шейки по всей окружности в предположении, что износ пропорционален усилиям, действующим на шейку.

Диаграмма износа шатунной шейки строят по полярной диаграмме следующим образом. Проводят окружность, изображенную в произвольном масштабе шатунную шейку; делят ее на равное количество участков лучами Ош1, Ош2 и т.д. (обычно 12 или18).

Дальнейшее построение осуществляется в предположении, что действие каждого вектора силы Rш.шi распространяется на 60о по окружности шейки в обе стороны от точки приложения силы. Таким образом, для определения величины усилия (износа), действующего по каждому лучу (например, по лучу Ош11), необходимо, необходимо:

а) перенести луч с диаграммы износа параллельно самому себе на полярную диаграмму;

б) определить по полярной диаграмме сектор на шатунной шейке (по 60о в каждую сторону от луча Ош11), в котором действующие силы Rшшi создают нагрузку (износ) по направлению луча Ош11;

в) определить величину каждой силы Rшшi , действующей в секторе луча Ош11 и получить результирующую величину для луча Ош11;

г) отложить результирующую величину в выбранном масштабе на диаграмме износа по лучу Ош11 от окружности к центру;

д) таким же образом определить результирующие величины сил, действующих в секторах каждого луча, отложить на каждом луче отрезки, соответствующие в выбранном масштабе результирующим величинам сил , а концы отрезков соединить плавной кривой, характеризующей износ шейки;

е) перенести на диаграмму износа ограничительные касательные к полярной диаграмме ОшА и ОшВ и, проведя от них лучи ОшА* и ОшВ* под углом 60о, определить граничные точки (А** и В**) кривой износа шатунной шейки, между которыми обычно располагается ось масляного отверстия.

Для упрощения подсчета результирующих величин составляют таблицу (см. таблицу 5), в которую заносят значения сил Rшшi, действующие по каждому лучу, и их сумму.

Таблица 4.

Полные силы, Rн

Т, кН

К,кН

Рк,кН

Rш.ш, кН

КРк,кН

Rк,кН

0

0

-16,7344388

-26,04097936

26,04097936

-38,84227311

46,7638192

30

-8,266617103

-10,57014568

-19,87668624

21,52718315

-32,67798

39,13144504

60

-4,804284307

-1,384164663

-10,69070522

11,72059409

-23,49199898

26,25350152

90

3,567829143

-1,029510397

-10,33605096

10,93450292

-23,13734472

25,59101551

120

6,162109827

-5,935682683

-15,24222324

16,44071066

-28,043517

32,50747318

150

3,565544087

-8,837451788

-18,14399235

18,49101303

-30,94528611

36,04897079

180

0,00

-9,356952958

-18,66349352

18,66349352

-31,46478728

36,58358688

210

-5,867727396

-7,502794991

-16,80933555

17,80404411

-29,61062931

34,55102538

240

-8,336506376

-2,401834862

-11,70837542

14,37300921

-24,50966918

28,41315324

270

-4,138433475

1,194160404

-8,112380158

9,106994205

-20,91367392

22,81050416

300

2,424400056

-2,335315312

-11,64185587

11,89161569

-24,44314963

27,18231204

330

3,114126381

-7,718581256

-17,02512182

17,30758666

-29,82641557

34,4843098

360

0,00

-2,085531151

-11,39207171

11,39207171

-24,19336547

26,74132066

390

6,803029971

8,69872367

-0,607816892

6,830128707

-13,40911065

15,04841874

420

4,853653662

1,398388491

-7,90815207

9,278837375

-20,70944583

22,69312604

450

8,485895053

-2,448636645

-11,75517721

14,49808974

-24,55647096

28,51692256

480

8,536711898

-8,223029839

-17,5295704

19,49772521

-30,33086416

36,057213

510

4,343011784

-10,76446016

-20,07100072

20,53550148

-32,87229448

38,75944485

540

0,00

-10,63605767

-19,94259823

19,94259823

-32,74389199

38,33887957

570

-6,289075709

-8,041553832

-17,34809439

18,45288195

-30,14938815

35,3481889

600

-8,503289233

-2,449886751

-11,75642731

14,5092905

-24,55772107

28,52369498

630

-3,652740502

1,054011886

-8,252528676

9,024784913

-21,05382243

22,90655325

660

3,539369231

-3,409314868

-12,71585543

13,19924672

-25,51714919

28,72881857

690

4,974761357

-12,3302959

-21,63683646

22,20137254

-34,43813022

40,97420842

720

0,00

-16,76161043

-26,06815099

26,06815099

-38,86944475

46,80151954

studfiles.net

Шатунные шейки

Создание эффективного и прочного подшипника — это не только вопрос оптимальной конструкции вкладышей подшипника. Шатунные шейки также играют значительную роль, т.к. любое отклонение от допустимой геометрии может вызвать повреждение подшипника.

 

Осевая погрешность профиляОсевая погрешность профиля шатунных шеек может представлять собой коническое, выпуклое или вогнутое отклонение (Рисунок 1). Степени допустимого отклонения формы определяются заданными предельными значениями и зависят от диаметра и толщины шатунной шейки. В Таблице 1 приведен пример с шейкой диаметром 50 мм.

Радиальная погрешность профиляРадиальная погрешность профиля возникает в тех местах, где во время изготовления есть вибрации между инструментом и шатунной шейкой. На Рисунке 2 приведены примеры возможных радиальных погрешностей профиля. Степени допустимого отклонения формы зависят от типа отклонения, а также минимальной толщины масляной пленки. Минимальная толщина пленки масла зависит от нагрузки на подшипник.

[Рис. 1]

Создают такие погрешности формы шейки коленчатого вала в осевом направлении, как коническое, выпуклое или вогнутое отклонение от идеальной цилиндрической формы. Практически все шейки коленчатых валов имеют отклонения от идеальной цилиндрической формы. Решающее значение имеет разница между самым большим (a) и самым маленьким (b) диаметрами. Примеры предельно допустимых погрешностей формы приведены в Таблице 1.

[Рис. 2]Типичные отклонения формы шеек коленчатого вала от идеальной круглой формы в радиальном направлении. На иллюстрации показаны отклонения от 1-го по 6-ой порядок. Такие погрешности формы возникают в том случае, если между шлифовальным кругом и проворачивающимся коленчатым валом создаются гармонические колебания.

Шероховатость поверхностиВместе с осевыми и радиальными погрешностями формы еще одни важным свойством шатунной шейки является качество обработанной поверхности. Высокое качество обработанной поверхности минимизирует износ шейки и вкладыша. В Таблице 2 приведен ряд рекомендаций в отношении параметров Ra и Rz шероховатости поверхности.

Коленчатые валы из ЧШГВ настоящее время коленчатые валы изготавливают либо из стали, либо из чугуна с шаровидным графитом (ЧШГ). ЧШГ содержит включения графита (так называемые «вкрапления» графита), повышающие эластичность материала. При производстве шеек из ЧШГ необходимо учитывать одну специфическую характеристику.

При перешлифовке шейки из чугуна с шаровидным графитом происходит разрезание «вкраплений» графита, а «размазывание» материала во время процесса резки вызывает формирование «крышек», закрывающих «вкрапления» графита. Поэтому даже если поверхность внешне выглядит гладкой, во время работы двигателя напряжения на «крышках» могут вызвать их разрушение, что приведет к повреждению подшипника (см. Рисунки 3 и 4). Формирования «крышек» следует избегать во что бы то ни стало. Для этого существуют два способа. Первый способ заключается в минимизации формирования «крышек» за счет использования полос из кубического нитрида бора (КНБ ). Второй способ — это газовое азотирование и полировка после шлифовки вала. «Крышки», подвергшиеся газовому азотированию, более хрупкие и во время полировки легче отламываются. Необходимо отметить, что шлифовка и полировка должны выполняться в противоположных направлениях, при этом полировка должна осуществляться в направлении вращения двигателя.

[Рис. 3] Поверхность «крышек» вкраплений графита на коленчатом валеСхематическое увеличенное изображение шейки коленчатого вала, выполненного из чугуна с шаровидным графитом, в поперечном разрезе. Заштрихованные области представляют собой включения графита в матрицу чугуна. При перешлифовке шейки коленчатого вала включения графита разрезаются. Режущий инструмент «размазывает» сталь по включениям таким образом, что они частично или полностью закрываются «крышкой». Такие «крышки» могут быть опасны для двигателя. Циклическая нагрузка на подшипник может вызвать вибрацию или повреждение «крышек». Разрушение «крышек» может привести к повреждению подшипника частицами загрязнения.
[Рис. 4]Увеличенное в 300 раз изображение шейки коленчатого вала, выполненного из чугуна с шаровидным графитом, в поперечном разрезе. На нем хорошо видны «крышки», показанные на Рисунке 3.

По материалам компании Federal-Mogul

 

 

 

 

info-parts.ru