21. Назовите дефекты коленчатого вала. Опишите возможные способы их устранения

Коленчатые валы относятся к классу «Круглые стержни».

Материал детали:

ЗИЛ-130 – сталь 45; закалка шеек ТВЧ 52…62 HRC

ЗМЗ-53 - высокопрочный чугун

ЯМЗ - сталь 50; закалка шеек ТВЧ 52…62 HRC

КамАЗ - сталь 42ХМФА; закалка шеек ТВЧ 61…64HRC

Дефекты и способы ремонта

1.Трещины, обломы – брак

2. Изгиб коленчатого вала:

• правка на гидравлическом прессе с перегибом, так как коленчатый вал упруг. Изгиб при правке в обратную сторону в 10…15 раз больше устраняемого. Выдержка под нагрузкой 2…4 мин. Вал уставляется в призмы, под среднюю шейку подводят клин, но устанавливают зазор, чтобы установить заданную величину деформации.

• чугунный коленчатый вал правят наклепом специальной оправкой (типа зубила), направленной в галтель шейки при помощи пневмомолотка. Периодически проверяется радиальное биение. Время правки 10…15 мин.

Преимущества:

- увеличивается усталостная прочность вала;

- снижается напряжение в опасном сечении;

- нет остаточных деформаций;

- высокая точность.

• при изгибе больше предельного значения – брак.

3.Износ наружной поверхности фланца:

• накатка (шаг сетчатой накатки 1,2 мм)

• наплавка с последующей обработкой до размера по рабочему чертежу – полированием.

4.Биение торцовой поверхности фланца (ЗИЛ-130 – 0,1 мм; ЗМЗ-53 – 0,04 мм)

• проточка торца, выдерживая толщину фланца (точить не более 0,1…0,2 мм).

5.Износ шпоночных и маслосгонных канавок:

• заварка в среде углекислого газа проволокой Св. 08Г2С с последующим фрезерованием под размер рабочего чертежа (ЗИЛ-130).

• обработка новых шпоночных канавок в месте на 180^о к старым (ЯМЗ-238).

• фрезерование под ремонтный размер (КамАЗ)

6. Износ отверстия под подшипник первичного вала

• Постановка ДРД:

1. Коленчатый вал устанавливается на токарно-винторезный станок (база – шейка под распределительную шестерню и пятая коренная шейка).

2. Расточка отверстия под втулку

3. Запрессовка ДРД (ремонтной втулки) до упора.

4. Растачивание ДРД до размера по рабочему чертежу.

7. Износ отверстий под болты крепления маховика

• обработка под ремонтный размер в сборе с маховиком.

8.Срыв или износ резьбы под храповик

• расточка и нарезание ремонтной резьбы.

9.Износ поверхности под шкив (ступицу шкива) и шестерню

• наплавка в углекислом газе проволокой Св. 18ХГСА.

• хромирование до размера рабочего чертежа

• железнение

10.Увеличение длины шатунных шеек – брак.

11.Увеличение длины передней коренной шейки:

• постановка упорных шайб ремонтного размера.

12. Износ коренных и шатунных шеек

• обработка под РР шлифованием (черновое + чистовое)- через 0,25 (отечественные двигатели), через 0,5 мм (КамАЗ) (вал изношен в пределах ремонтных размеров)

Станок: кругло-шлифовальный мод. 3А432, 3А433, 3В432.

База – центровые отверстия. Вал в центрах фланцем к задней бабке

Шлифовальный круг ПП 900х30х305– для стального коленчатого вала 15А40 ПСТ18К

- для чугунного коленчатого вала 54С46СМ28К

Перед шлифованием шатунных шеек коленчатый вал устанавливается в центросмесители, которые обеспечивают вращение вала относительно обрабатываемой шатунной шейки.

Способы отделки коренных и шатунных шеек:

- полирование ручное в жимках или лентами на стенде;

- суперфиниширование (суперфинишные станки мод. 2К34, 3А423);

- выглаживание алмазом (токарно-винторезный станок)

Все коренные шейки и шатунные шейки должны иметь один размер. На 1 противовесе – клеймо ремонтного размера.

При износе шеек выше пределов ремонтных размеров:

• Наплавка под слоем флюса

Материал: проволока Нп.30 ХГСА, пружинная проволока II кл., d = 1,6

Флюс: АН348А или легированный флюс

Термическая обработка не требуется.

Режим:

U_напл.= 22…30 В

I = 180…220 А

n_к.в.= 2…2,5 мин ^-1 – коренные шейки

n_к.в.= 2,5…3 мин ^-1 – шатунные шейки

V_пр= 1,9…2,0 м/мин

S_прод= 4-6 мм/об

Наплавленный слой - мелкозернистой структуры, без раковин, переходной зоны, 52…55 HRC, нет задиров, хорошая прирабатываемость, на 30% выше износостойкость.

Преимущества:

1. Отсутствие трещин при правке и механической обработке

2. высокая износостойкость.

Недостатки:

1. дорогое оборудование

2. изменение характеристик поверхности слоя при изготовлении коленчатого вала

• Газопламенное напыление шнуровыми материалами

Источник тепла – ацетилин + кислород

Транспортирующий газ – воздух р = 0,6 МПа

Гибкий шнур – органическая связующая полностью сгорающая при напылении и порошковый наполнитель.

Шнуровой материал:

• подслой – НИАЛИД

• промежуточный слой №30 (покрытие > 2 мм)

• основной слой (для напыления холодным способом, то есть без оплавления: СФЕКОРД- ЭК 30 № 40 (диз.дв.), № 35 (карб.дв.)

Нагрев детали до 150^оС

Подготовка детали аналогична технологии напыления.

Отличие – для удаления остатков масла детали выдерживаются в печи t = 350^оС в течение 2 часов.

Толщина подслоя 0,1…0,15 мм (два прохода).

Толщина рабочего слоя – на 0,5…0,7 выше номинального рабочего размера.

Режим: n = 0,4…0,6 мм/об; Р_ацет = 0,09…0,11 МПа; V_шнура= 90…120 м/мин; Р_кисл=0,18…0,25 МПа

Дистанция – 150…180 м/мин; Р_возд = 0,3…0,5 МПа