3.4. Шатуны, коромысла
В теме изучаются следующие вопросы:
- назначение, конструкция, материалы, основные повреждения;
- способы получения ремонтных заготовок;
- последовательность механической обработки;
- контроль параметров.
Назначение, конструкция, материалы, основные повреждения. Шатуны участвуют в преобразовании поступательного движения во вращательное, а коромысла - в передаче поступательного движения. Детали обоих видов снабжены втулками. Шатуны карбюраторных двигателей изготовлены из сталей 40, 45, 40Х, 45Г2, 40 ХМА, 18ХНМА и др., материал втулки - бронза ОЦС 4-4-2,5, АЖ 9-4, материал болта - сталь 35ХМА, 38ХА, 40Х и др. Твердость материала шатуна = НВ 228...268. Коромысла изготовлены из сталей 45, 45Л, материал втулки совпадает с материалом втулки шатуна. Твердость закаленного бойка 56...60 HRC.
Основные повреждения шатунов: трещины различного характера, повреждение резьбы болтов и гаек; непараллельность осей, деформация и износ отверстий кривошипной и поршневой головок. Детали с повреждениями первых двух видов подлежат выбраковке. Повреждения коромысел - износ отверстия и бойка.
Допуск на размер отверстий головок шатуна по 5...6-му квалитету, допуск на размер между осями этих отверстий и на параллельность их осей соответствует 8...9-й степени точности. Шероховатость восстановленных поверхностей Ra 0,16. Шатун в сборе имеет допуск массы 4 г на кг массы сборочной единицы, головки взвешивают отдельно друг от друга, а допуск на массу головок равен 2 г/кг.
Способы получения ремонтных заготовок. Ремонтную заготовку шатуна получают нанесением гальванического или газотермического покрытия на поверхность отверстия кривошипной головки и запрессовыванием новой втулки в отверстие поршневой головки.
Распространено нанесение гальванических железных покрытий на поверхности отверстий в головках. Процесс ведут при температуре электролита 60...80 °С состава: железо хлористое - 300...500 г/л, кислота соляная - 2...5 г/л; ток плотностью 5...15 А/дм2 с коэффициентом асимметрии от 1,3 до 2.
Бойки коромысел при восстановлении наплавляют самофлюсующимися сплавами с последующим их шлифованием. Отверстие в запрессованной втулке растачивают.
Последовательность механической обработки. Механическая обработка шатуна заключается в хонинговании отверстия нижней головки и растачивании отверстия верхней головки. Нормативную точность параметров расположения основных поверхностей обеспечивает механическая обработка шатуна в следующей последовательности.
Отверстие в
кривошипной головке с нанесенным
покрытием двукратно хонингуют с
ориентированием инструмента по
обрабатываемой поверхности, что
обеспечивает снятие наименьшего
припуска. Деталь 3 при растачивании
отверстия под поршневой палец устанавливают
на оправку 4 (рис. 17), рабочий торец которой
перпендикулярен к опорной цилиндрической
поверхности. Деталь с оправкой ориентируют
относительно шпинделя с помощью оправки
2 и в таком положении детали к ней
прикладывают силы закрепления
и
.
Выводят оправку 2 из отверстия детали
и его поверхность растачивают за счет
вращения шпинделя с резцами с угловой
частотой вращения и подачей S.
Обработка шатуна по приведенной схеме
обеспечивает снятие равномерного
припуска и параллельность осей отверстий
в головках шатуна в пределах установленного
допуска – 0,04 мм на 100 мм длины.
Рис. 17. Схема установки и базирования шатуна при растачивании
отверстия в верхней головке:
1 - шпиндель станка; 2 и 4 - оправки; 3 - деталь
Контроль параметров. Шатуны сортируют на размерные группы отверстия под поршневой палец. Производительная сортировка отверстий на размерные группы производится с помощью пневматического измерительного стенда. Пневматический метод измерений основан на зависимости между расходом сжатого воздуха и значением зазора между деталью и калибром, через который воздух выходит в атмосферу.
При контроле шатунов также измеряют расстояние между осями в детали и непараллельность осей в двух координатных плоскостях. Нормативное значение массы головок шатунов обеспечивают снятием металла с приливов.