1.5 Анализ существующего технологического процесса восстановления коленчатых валов
Технологический процесс восстановления коленчатых валов двигателей представлен на рисунке 1.4:
Операции технологического процесса выполняются в определенной последовательности [7]:
Коленчатые валы со склада ремонтного фонда подают на линию на специальных подставках-накопителях. Подвесным краном с накопителей коленчатые валы передают на разборку. На поворотном столе вывинчивают заглушки, выпрессовывают штифты, шпонки и проводят зачистку центровых отверстий.
2) Мойка и очистка
Первыми операциями ремонта коленчатых валов автомобилей является выполнение моечно-очистных работ. При поступлении в ремонт коленчатые валы имеют различные виды загрязнений, которые необходимо удалить для обеспечения санитарно-гигиенических условий на участке восстановления и получения высокого качества восстановления. На поверхностях коленчатых валов возможны загрязнения на основе нефтепродуктов; возможны отложения продуктов изнашивания сопряженных деталей пар трения, которые могут располагаться как на наружных поверхностях коленчатого вала, так и внутри масляных каналов. Поэтому перед поступлением на восстановительные операции коленчатый вал необходимо подвергнуть очистке и мойке.
Очистка коленчатых валов осуществляется в моечной машине с применением специальных синтетических моющих средств. Затем валы ополаскивают в проточной воде, протирают ветошью и продувают масляные каналы сжатым воздухом.
Разобранные и промытые коленчатые валы направляют на дефектацию, проводимую с помощью магнитного дефектоскопа и приспособления для проверки биения шеек коленчатых валов.
Основными дефектами коленчатых валов являются износ и усталостные повреждения коренных и шатунных шеек, а также прогиб вала. Возникновение трещин на галтелях и на расстоянии до 10 мм от них значительно снижает сопротивление усталости, и валы с таким дефектом не подлежат восстановлению.
Прогиб вала определяют по торцевому биению фланца маховика или по средней коренной шейке. Проверка осуществляется на призмах при помощи индикатора часового типа, закрепленного на штативе. На призмы вал устанавливают крайними неизношенными цилиндрическими поверхностями. Торцевое биение фланца допускается до 0,05 мм, а радиальное средней коренной шейки – до 0,08 мм. Прогиб вала устраняют на гидравлическом прессе или с помощью пневматического молотка методом наклепа (чеканки) щек или местным нагревом и закалкой.
Изнашивание шеек коленчатых валов происходит вследствие действия на них рабочих нагрузок (от инерционных сил деталей шатунно-поршневого комплекта и от давления газов). Поверхности шатунных шеек больше изнашиваются в плоскости качания шатуна. Наибольший износ шатунных и коренных шеек наблюдается со стороны, прилегающей к щекам. Величину их износа, овальность и конусность определяют микрометрами.
Существует два основных способа устранения этих дефектов – шлифование до ремонтного размера и наплавка.
4) Шлифование шеек под ремонтные размеры
Наиболее распространенным способом восстановления шеек коленчатых валов является перешлифовка их под ремонтные размеры на специальных шлифовальных станках с использованием шлифовальных кругов из белого электрокорунда. Перед шлифованием шеек рабочую окружность круга выравнивают, а кромки закругляют по радиусу галтелей шеек вала, примерно 3…5 мм. Радиус закругления проверяют шаблоном. В качестве смазочно-охлаждающей жидкости используют водные растворы эмульсола или 2-3%-ный раствор кальцинированной соды. Для предупреждения прогиба вала при шлифовании от радиального давления абразивного круга на станине станка устанавливают люнет, опорный элемент которого доводят до упора в шлифуемую шейку.
Коленчатые валы начинают шлифовать с коренных шеек, а затем переходят к шатунным, с целью получения необходимого размера радиуса кривошипа. Минимальный припуск на шлифование шеек должен быть 0,07…0,10 мм на сторону. Перед шлифованием коренных шеек вал устанавливают в трехкулачковые патроны передней и задней бабок, соответственно базируя по посадочному месту под распределительную шестерню и по наружной цилиндрической поверхности фланца. Шлифуют сначала среднюю коренную шейку, а затем остальные шейки.
При шлифовании шатунных шеек коленчатый вал устанавливают в трехкулачковые патроны-центросместители передней и задней бабок, базируясь по посадочному месту под распределительную шестерню и по наружной поверхности фланца. Затем с помощью центросместителей ось коренных шеек смещают относительно осей пинолей передней и задней бабок на величину радиуса кривошипа.
В дальнейшем, оси шлифуемых шеек совмещают с осями пинолей передней и задней бабок. Совмещение осей производят с помощью подвижной призмы, контролируют индикатором.
Режим шлифования: окружная скорость шлифовального круга – 25…40 м/с; окружная скорость коленчатого вала – 15…25 м/мин; глубина шлифования – 0,005…0,010 мм/об.
Для контроля размера шеек вала в процессе шлифования применяют индикаторное приспособление (рисунок 1.5). Радиус галтелей проверяют шаблоном. Овальность и конусность шеек не должны быть более 0,015 мм, шероховатость – 0,16…0,32 мкм [8, 10].