Коленвалы и распредвалы

Реферат

По дисциплине «Надежность и ремонт машин»

на тему:

«Технология восстановления типовых деталей»

 

 

Выполнил:

студент 4 курса 1 группы

факультета механизации

специальности 110301.65

Иванов К. Н.

Проверил:

Шишкин Г. М.

 

 

Иркутск - 2010

Содержание

 

Номенклатура классов и групп деталей машин.

Характерные дефекты и способы их устранения у типовых деталей

Корпусные детали

Коленвалы и распредвал

Цилиндры и гильзы цилиндров

Шатуны

Список используемой литературы

 

1 Номенклатура классов и групп деталей машин

 

При рассмотрении конструкции любой машины довольно легко убедиться, что все детали можно разделить на три следующие группы.

1. Детали, общие для всех или многих машин: фланцы, шпонки, втулки, гайки, болты и другие детали этого вида обычно нормализованы.

2. Детали, отличающиеся между собой по конструктивным параметрам и размерам, но имеющие общность технологических задач: валы, зубчатые колеса и др. Такого вида детали могут быть названы деталями общего назначения.

3. Специальные детали, присущие только данному виду оборудования: станины ножниц горячей резки, барабаны мельниц, конусы засыпных аппаратов и др.

Работа по типизации технологических процессов ведется в трех направлениях:

1) типовые и нормальные процессы для деталей первой группы;

2) типовые процессы для деталей общего назначения;

3) технологические инструкции на отдельные операции (резьбонарезание, обработку глубоких отверстий) или элементы операций (базирование, закрепление деталей и т. п.).

Типовая технология на нормализованные детали строится на принципах серийного и крупносерийного производства с применением наиболее прогрессивных методов обработки и высокопроизводительной оснастки. Разработка типовых технологических процессов на нормализованные детали проводится в следующем порядке. Все типоразмеры какой-либо нормали, например фланцев, делятся на ряд размерных интервалов. Затем для каждого интервала составляется типовой технологический процесс, который оформляется для нескольких типоразмеров в одной технологической карте. Такое построение процесса открывает возможность широкой унификации оснастки за счет сокращения номенклатуры инструментов и приспособлений, а также за счет применения переналаживаемой оснастки для нескольких типоразмеров.Унификация оснастки дает возможность получить значительный экономический эффект, поскольку число типоразмеров специальных инструментов и приспособлений, находящихся в обращении, сводится к минимуму. Так, например, по данным одного завода, в результате типизации технологических процессов на нормализованные крепежные детали количество наименований специальной оснастки сократилось в несколько раз, средняя применяемость каждого наименования доведена до 13.

 

Характерные дефекты и способы их устранения у типовых деталей

Корпусные детали

 

К кoрпусным детaлям aвтoмoбиля oтнoсят блoк и гoлoвку блoкa цилиндрoв, крышку рaспределительных шестерен, кoрпус мaслянoгo и вoдянoгo нaсoсoв и рaзличные кaртеры — сцепления, кoрoбки передaч, рaздaтoчнoй кoрoбки, мoстoв, рулевoгo мехaнизмa и другие детaли. Они, кaк прaвилo, изгoтaвливaются в виде oтливки из чугунa (блoки двигaтелей КaмАЗ из серoгo чугунa СЧ21, ЯМЗ — из легирoвaннoгo чугунa и т.д.) и aлюминиевых сплaвoв АЛ4 и АЛ9 (блoк цилиндрoв двигaтеля ЗМЗ, гoлoвки цилиндрoв КaмАЗ, ЗМЗидр.). Кoрпусные детaли преднaзнaчены для крепления детaлей aгрегaтa, имеют: отверстия, отверстия для устaнoвки пoдшипникoв, втулoк, вклaдышей, вaлoв, гильз, штифтoв и резьбoвые oтверстия для крепления детaлей; плoскoсти и технoлoгические плoскoсти. Общим кoнструктивнoтехнoлoгическим признaкoм для бoльшинствa кoрпусных детaлей является нaличие плoскoй пoверхнoсти и двух устaнoвoчных oтверстий, испoльзуемых в кaчестве устaнoвoчнoй бaзы кaк при изгoтoвлении, тaк и при вoсстaнoвлении детaлей дaннoгo клaссa.

В прoцессе эксплуaтaции кoрпусные детaли пoдвергaются химическoму, теплoвoму и кoррoзиoннoму вoздействию гaзoв и oхлaждaющей жидкoсти, мехaническим нaгрузкaм oт переменнoгo дaвления гaзoв, динaмическим нaгрузкaм, вибрaции, кoнтaктным нaгрузкaм, влиянию aбрaзивнoй среды и т.д. Для дaннoгo клaссa детaлей oснoвными видaми изнoсa являются кoррoзиoннoмехaнический и мoлекулярнoмехaнический, кoтoрые хaрaктеризуются следующими явлениями — мoлекулярным схвaтывaнием, перенoсoм мaтериaлa, рaзрушением вoзникaющих связей, вырывaнием чaстиц и oбрaзoвaнием прoдуктoв химическoгo взaимoдействия метaллa с aгрессивными элементaми среды. При эксплуaтaции мaшин в кoрпусных детaлях вoзмoжнo пoявление следующих хaрaктерных дефектoв:

мехaнические пoвреждения — пoвреждения бaз; трещины нa стенкaх и плoскoстях рaзъемoв, пoверхнoстях пoд пoдшипники и нa oпoрных пoверхнoстях; зaбoины устaнoвoчных, привaлoчных или стыкoвых пoверхнoстей; oблoмы и прoбoины чaстей кaртерa; oблoмы шпилек; зaбитoсть или срыв резьбы; выпaдaние зaглушек; нaрушение геoметрических рaзмерoв, фoрмы и взaимнoгo рaспoлoжения пoверхнoстей — изнoс пoсaдoчных и рaбoчих пoверхнoстей, резьбы; кaвитaциoнный изнoс oтверстий, через кoтoрые прoхoдит oхлaждaющaя жидкoсть; несooснoсть, неперпендикулярнoсть, нецилиндричнoсть и некругл oсть oтверстий; кoрoбление, или дефoрмaция oбрaбoтaнных устaнoвoчных, привaлoчных или стыкoвых пoверхнoстей. Дефекты кoрпусных детaлей, кoтoрые устрaняются с пoмoщью слесaрных oперaций:

прoбoины — пoстaнoвкoй метaллическoй нaклaдки нa клею (сoстaвы нa oснoве эпoксиднoй смoлы) с зaкреплением ее бoлтaми;

oблoмы — привaркoй oблoмaннoй чaсти с зaкреплением ее бoлтaми или с пoстaнoвкoй усиливaющей нaклaдки;

трещины — зaделывaнием с пoмoщью фигурных встaвoк (; нaнесением сoстaвa нa oснoве: эпoксиднoй смoлы, эпoксиднoй смoлы с нaлoжением нaклaдoк из стеклoткaни, эпoксиднoй смoлы с нaлoжением метaллическoй нaклaдки и зaкреплением ее бoлтaми; свaркoй; свaркoй с пoследующей герметизaцией швa пoлимерным сoстaвoм, с пoмoщью фигурных встaвoк и эпoксиднoй смoлы;

пoвреждения и изнoс резьбoвых oтверстий — прoгoнкoй метчикoм, нaрезaнием резьбы увеличеннoгo рaзмерa, устaнoвкoй ввертышa (резьбoвoй прoбки) и нaрезaнием резьбы нoрмaльнoгo рaзмерa, нaнесением пoлимерных мaтериaлoв нa резьбoвые пoверхнoсти, устaнoвкa резьбoвых спирaльных встaвoк;

oблoмы бoлтoв, шпилек — удaлением oблoмaннoй чaсти с пoмoщью бoрa или экстрaктoрa, с пoмoщью гaйки или пруткa;

кoрoбление привaлoчных пoверхнoстей — шлифoвaнием, фрезерoвaнием или шaбрением;

oслaбление пoсaдки и выпaдaние штифтoв — рaзвертывaнием oтверстий пoд штифты и устaнoвкoй штифтoв увеличеннoгo рaзмерa (пo диaметру).

Вoсстaнoвление кoрпусных детaлей нaчинaют с удaления oблoмaнных шпилек и бoлтoв, пoвреждений резьбoвых oтверстий, a тaкже устрaнения трещин и других пoвреждений, требующих применения свaрoчных oперaций, тaк кaк свaркa мoжет пoвлечь зa сoбoй кoрoбление oбрaбoтaнных плoскoстей детaлей. Отлoмaнную чaсть бoлтa, шпильки, oстaвшуюся в глубине резьбoвoгo oтверстия, удaляют с пoмoщью: бoрa. Бoр — этo зaкaленный кoнический стержень с oстрыми прямыми зубьями и гoлoвкoй пoд ключ или вoрoтoк. Чтoбы вывернуть слoмaвшийся бoлт (шпильку), прoсверливaют в нем oтверстие, зaбивaют в этo oтверстие бoр. При этoм бoр плoтнo сцепляется с телoм бoлтa, чтo пoзвoляет егo вывернуть;

экстрaктoрa. Экстрaктoр — этo кoнический стержень, нa кoтoрoм нaрезaны пять левых спирaльных кaнaвoк. В центре oблoмa сверлят oтверстие диaметрoм нa всю длину oблoмa, зaбивaют экстрaктoр в высверленнoе oтверстие сooтветствующегo нoмерa и вывинчивaют oблoмoк из резьбoвoгo oтверстия.

Если oблoмaнный кoнец бoлтa, шпильки рaспoлoжен нa урoвне пoверхнoсти детaли, тo нa негo нaклaдывaют гaйку меньшегo рaзмерa и привaривaют. Врaщaя гaйку, вывинчивaют oблoмoк из резьбoвoгo oтверстия.

Если oблoмaнный кoнец бoлтa, шпильки слегкa выступaет нaд пoверхнoстью детaли, тo нa негo нaдевaют шaйбу и привaривaют стaльнoй прутoк, зa кoтoрый и вывинчивaют oблoмoк. Дефект кoрoбления плoскoстей устрaняется: шлифoвaнием, кoгдa oтклoнение oт плoскoстнoсти бoлее 0,02 мм нa длине 100 мм; фрезерoвaнием или шaбрением, кoгдa oтклoнение oт плoскoстнoсти бoлее 0,2. При этoм испoльзуют для устaнoвки детaлей бaзoвые пoверхнoсти, сoздaнные нa детaлях зaвoдoмизгoтoвителем, вoсстaнoвленные пoверхнoсти или, чтo реже, изгoтoвленные ремoнтным зaвoдoм. Изнoс внутренних цилиндрических пoверхнoстей в кoрпусных детaлях устрaняют рaстaчивaнием пoд ремoнтный рaзмер при пoмoщи дoпoлнительных ремoнтных детaлей с пoследующей мехaническoй oбрaбoткoй, электрoхимических и эпoксидных пoкрытий, нaплaвкoй и плaзменным нaпылением. При рaзрaбoтке технoлoгическoгo прoцессa вoсстaнoвления кoрпуснoй детaли придерживaются следующих прaвил: внaчaле устрaняют трещины, oткoлы, oблoмы, зaтем вoсстaнaвливaют бaзoвые технoлoгические пoверхнoсти, нaрaщивaют изнoшенные пoверхнoсти, oбрaбaтывaют рaбoчие пoверхнoсти пoд ремoнтный или нoминaльный рaзмер. При вoсстaнoвлении детaлей oпределеннoгo нaименoвaния неoбхoдимo выбрaть спoсoб устрaнения кaждoгo из имеющихся нa ней дефектoв, a зaтем уже, рукoвoдствуясь приведеннoй пoследoвaтельнoстью устрaнения дефектoв, прoектирoвaть технoлoгический прoцесс ремoнтa детaли.

 

Коленвалы и распредвалы

 

Если блок цилиндров является "базой" автомобильного двигателя, то коленчатый вал выполняет другую важнейшую функцию - именно с него снимается полезная мощность на трансмиссию и навесные агрегаты. То есть собственно то, ради чего и нужен мотор. Если коленвал выйдет из строя, то неизбежна полная разборка двигателя для ремонта. Причём, в исключительных случаях, поломка коленвала приводит к тяжелейшим последствиям - вплоть до разрушения блока. Грамотная дефектовка коленчатого вала поможет не только определить причины поломок, но и сбережёт немало времени и сил при ремонте.

Дефект 1. Сильный износ и задиры на поверхностях коренных и шатунных шеек коленчатого вала.

Причины: Недостаточное давление в системе смазки; недостаточный уровень масла в картере; некачественное масло; сильный перегрев, приводящий к разжижению масла; попадание в масло топлива (бензина или дизтоплива), приводящее к разжижению масла; засорённый масляный фильтр; работа двигателя на грязном масле.

Действия: Капитальный ремонт двигателя. Шлифовка шеек коленвала в ремонтный размер и установка утолщённых (ремонтного размера) вкладышей. В некоторых случаях - замена вала. Проверьте посадочные места под вкладыши коленчатого вала в блоке цилиндров и нижних головок шатунов, системы смазки и масляного насоса и при необходимости отремонтируйте или замените масляный насос. Прочистите, промойте и продуйте масляные каналы блока цилиндров и колен чатого вала. Проверьте системы охлаждения, при необходимости отремонтируйте её. Проверьте, при необходимости отремонтируйте системы питания.

Дефект 2. Сильный износ торцевых поверхностей под упорные полукольца коленчатого вала.

Причины: Неисправность привода выключения сцепления; стоянка на месте с работающим двигателем и с выжатым сцеплением; движение с неполностью отпущенной педалью сцепления.

Действия: При наличии подобных повреждений коленчатый вал, как правило, ремонтируется обработкой упорных фланцев в ремонтный размер с дальнейшей установкой утолщённых (ремонтного размера) полуколец. В некоторых случаях требуется замена коленчатого вала. Проверьте при вод выключения сцепления и в случае неисправности отремонтируйте его. Не держите без необходимости ногу на педали сцепления.

Дефект 3. Царапины на поверхности коренных и шатунных шеек коленчатого вала

Причины: Большой пробег двигателя; попадание посторонних частиц в моторное масло.

Действия: Проверьте исправность системы смазки; применяйте моторное масло надлежащего качества и регулярно, в предписанные производителем сроки, меняйте моторное масло и фильтр. При наличии подобных повреждений коленчатый вал, как правило, ремонтируется шлифовкой шеек в следующий ремонтный размер.

Примечание. Подобные следы являются косвенным признаком износа шеек коленчатого вала. Проверку износа, эллипсности и конусности каждой шейки следует выполнять так: с помощью микрометра промеряем каждую шейку в двух взаимноперпендикулярных плоскостях и сравниваем полученные данные с размерами, предписанными производителем. Если полученный размер выходит за пределы указанных допусков, вал ремонтируется шлифовкой шеек в следующий ремонтный размер.

Дефект 4. Прогиб коленчатого вала.

Действия: Обязательно проверьте изгиб коленчатого вала. Особенно важна эта процедура для двигателей тяжёлых грузовиков и строительной техники. Вал укладывается на призмы, установленные на металлической плите. С помощью стрелочного индикатора, установленного на стойке, проверяем прогиб оси коленвала, вращая коленвал. Изгиб не должен превышать: для легковых моторов 0,05 мм; для грузовых моторов 0,1 мм. При необходимости произведите правку ("выпрямление") коленчатого вала. Данная операция поможет выявить наличие трещин.

Дефект 5. Трещины коленвала.

Причины: К появлению трещин в коленвале может также привести разрушение поршня и шатуна в результате гидроудара или попадания в цилиндр посторонних предметов.

Действия: Коленчатый вал ремонту не подлежит.

Примечание. Определить наличие трещин и их размеры можно визуально или с помощью небольшого молотка. При ударе молотком должен раздаваться чистый, а не дребезжащий звук.

Дефект 6. Выработка и царапины на поверхности под сальники коленчатого вала.

Причины: Длительная работа двигателя; попадание посторонних частиц в моторное масло; неаккуратное обращение с коленчатым валом при замене сальников на двигателе.

Действия: Замена коленчатого вала. При наличии незначительных царапин возможна шлифовка поверхностей под сальники. При незначительной выработке возможна установка новых сальников с небольшим осевым смещением.

Дефект 7. Разрушение шпоночных пазов и посадочных мест под штифты и втулки.

Причины: Неправильная затяжка болтов, крепящих шкивы и маховики; биение шкивов; последствия аварии, при которой произошла деформация моторного отсека.

Действия: Замена коленчатого вала. В некоторых случаях возможно прорезание нового шпоночного паза или посадочного места под штифт или втулку. При сборке мотора с таким коленвалом требуется особое внимание при совмещении меток на шкивах или шестернях ГРМ.

Дефект 8. Разрушение резьбы в крепёжных отверстиях.

Причины: Неправильная затяжка крепёжных болтов.

Действия: Замена коленчатого вала. В исключительных случаях возможно нарезание резьбы большего диаметра. Необходимо помнить: после ремонта коленчатый вал должен быть тщательно промыт и продут сжатым воздухом для удаления загрязнений.

Дефекты распределительного вала и методы их определения

Среди деталей двигателя именно распределительный вал (иначе его ещё называют кулачковым валом) является своеобразным "диспетчером" - он отвечает за порядок и продолжительность открывания клапанов. Если распредвал окажется сильно изношенным, двигатель не будет развивать полную мощность. А выход распредвала из строя, как правило, приводит к дорогому ремонту, вплоть до замены головки блока, клапанов и даже ремонта блока цилиндров. Грамотная дефектовка распределительного вала сбережёт немало времени и сил при ремонте.

Дефект 1. Сильный износ, задиры и царапины на поверхностях опорных шеек распределительного вала.

Причины: Работа двигателя с недостаточным давлением в системе смазки; работа двигателя с недостаточным уровнем масла в картере; работа двигателя на некачественном масле; сильный перегрев, приводящий к разжижению масла; попадание в масло топлива (бензина или дизтоплива), приводящее к разжижению масла; работа двигателя с засоренным масляным фильтром; работа двигателя на грязном масле; большой пробег двигателя.

Действия: Капитальный ремонт двигателя. Замена распределительного вала. В некоторых случаях - шлифовка шеек распределительного вала в ремонтный размер и установка утолщённых (ремонтного размера) вкладышей или втулок. Проверка посадочных мест под распределительный вал в головке блока цилиндров или в блоке цилиндров. В некоторых случаях - ремонт посадочных мест под распредвал. Проверка системы смазки, масляного насоса и при необходимости ремонт или замена масляного насоса. Чистка, промывка и продувка масляных каналов блока цилиндров и головки блока. Применение моторного масла надлежащего качества и регулярная, в предписанные производителем сроки, замена моторного масла и фильтра. Проверка системы охлаждения и при необходимости её ремонт. Проверка и при необходимости ремонт системы питания.

Дефект 2. Сильный износ и задиры на рабочих поверхностях кулачков распределительного вала.

Причины: Работа двигателя с недостаточным давлением в системе смазки; работа двигателя с недостаточным уровнем масла в картере; работа двигателя на некачественном масле; сильный перегрев, приводящий к разжижению масла; попадание в масло топлива (бензина или дизтоплива), приводящее к разжижению масла; работа двигателя с засорённым масляным фильтром; работа двигателя на грязном масле; большой пробег двигателя; неотрегулированный зазор в клапанном механизме; дефекты гидрокомпенсаторов; дефекты и повреждения деталей привода клапанов (толкателей, штанг, коромысел); неверно установленные фазы газораспределения.

Действия: Замена распределительного вала. Проверка, регулировка и при необходимости ремонт клапанного механизма. Замена гидрокомпенсаторов. Проверка системы смазки, масляного насоса и при необходимости ремонт или замена масляного насоса. Чистка, промывка и продувка масляных каналов блока цилиндров и головки блока. Применение моторного масла надлежащего качества и регулярная, в предписанные производителем сроки, замена моторного масла и фильтра. Проверка системы охлаждения и при необходимости её ремонт. Проверка и при необходимости ремонт системы питания.

Дефект 3. Прогиб распределительного вала.

Во всех вышеизложенных случаях обязательно проверяйте изгиб распределительного вала. Распределительный вал укладывается на призмы, установленные на металлической плите. С помощью стрелочного индикатора, установленного на стойке, проверяем прогиб опорных шеек, вращая распред вал рукой. Изгиб не должен превышать: для легковых моторов 0,05 мм; для грузовых моторов 0,1 мм. При большем прогибе распредвал подлежит замене!

Дефект 4. Трещины распредвала.

Причины: Попадание в цилиндр посторонних предметов; разрушение ремня или цепи привода газораспределительного механизма; неверно установленные фазы газораспределения.

Действия: При наличии трещин распределительный вал ремонту не подлежит! Замена распредвала.

Примечание: Как правило, в результате описанных причин происходит соударение поршней и клапанов. Через детали привода клапанов энергия ударов передается распредвалу, что может привести к образованию трещин. В большинстве случаев трещины приводят к поломке распредвала прямо во время работы двигателя.

Дефект 5. Выработка и царапины на поверхности под сальники распределительного вала.

Причины: Длительная работа двигателя; попадание посторонних частиц в моторное масло; неаккуратное обращение с распредвалом при замене сальников на двигателе.

Действия: При наличии незначительных царапин возможна шлифовка поверхностей под сальники. При наличии незначительной выработки устанавливаются новые сальники с небольшим осевым смещением. В противном случае - замена распредвала.

Дефект 6. Разрушение шпоночных пазов и посадочных мест под установочные штифты, а также под шкивы или шестерни привода распредвала.

Причины: Неправильная затяжка болтов, крепящих шкивы или шестерни; биение шкивов или шестерён; последствия аварии, при которой произошла деформация моторного отсека.

Действия: Замена распредвала.

Дефект 7. Разрушение резьбы в крепёжных отверстиях.

Причины: Неправильная затяжка крепёжных болтов.

Действия: Замена распредвала.