250,00 243,38 2K9,ss гЩэь й,нм 1 — шатунные шейки новых ва­лов; 2 — коренные шейки новых валов; 3 — шатунные шейкн мак­симально изношенных валов; 4 — коренные шейкн максимально из­ношенных валов

Последний период работы коленчатого вала дизеля типа ДЮО наступает после возникновения овальности равной 0,10—0,12 мм. Такая овальность шейки, как указывалось выше, вызывает более интенсивный износ не только самой шейки, но и вкладыша ее подшипника с последующим разрушением бабби­тового антифрикционного слоя.

Для других марок дизелей предельная эксплуатационная овальность коренных шеек отличается, так как эта овальность в значительной степени зависит от давления коренной шейки на рабочий вкладыш подшипника, частоты вращения вала, рас­стояния между опорами коренных шеек, давления масла и др.

Интенсивность образования овальности шатунной шейки верхнего и нижнего коленчатых валов на измеритель пробега тепловоза приведена в табл. 16. Эти данные показывают, что овальность коренных шеек как на измеритель пробега тепло­воза, так и по абсолютной величине, кроме овальности шейки, меньше средней овальности шатунной шейки верхнего и нижнего валов. До пробега тепловоза около 200 тыс. км наи­большая овальность шатунных шеек была у нижнего вала. Наибольшая интенсивность износа, как и на коренных шейках, отмечается в первый период работы тепловоза, до 60 тыс. км, а в дальнейшем она снижается. К пробегу тепловоза около 300 тыс. км интенсивность образования овальности этих шеек на обоих валах заметно снижается и составляет 55—60% на­чальной. Сравнивая интенсивность овализации по отдельным валам, можно видеть, что у шатунных шеек верхнего вала овальность на 10—35% меньше, чем у нижнего вала.

Образование конусности на шатунных шейках верхнего и нижнего валов происходит без какой-либо закономерности. Конусность увеличивается примерно с одинаковой интенсив­ностью, как и на коренных шейках, и в большинстве своем не выходит за пределы, установленные для новых валов.

Азотированные коленчатые валы применяются на V-образ­ных тепловозных дизелях, где нагрузка на шейку значительно превышает такую же нагрузку у коленчатых валов дизелей

Наибольшая овальность шатунных шеек, мкм

Отно­шение оваль­ности верхне­го вала к ниж­нему, %

№ шеек

Средияя овальность всех шеек

Овальность на 10* км пробега тепловоза

Средний пробег тепловоза, тыс. км

10

63,0	17,7	17,0	13,0	19,0	17,0	17,0	17,0	18,0	17,0	18,0	17,5	2,77	87
143,0	27,6	31,0	33,0	30,0	31,0	28,0	26,0	31,0	28,0	28,0	29,5	2,07	65
197,0	29,0	28,0	34,0	33,0	32,0	32,0	28,0	36,0	30,0	36,0	31,8	1,62	70
272,0	48,6	48,0	51,0	45,0	36,0	42,0	38,0	51,0	49,0	41,0	45,3	1,67	84

оо

Нижний вал

60,0	18,2	21,0	21,0	20,0	20,0	21,0	18,0	23,0	20,0	20,0	20,2	3,4	—
139,0	49,0	46,0	44,0	45,0	44,0	46,0	46,0	47,0	38,0	48,0	45,2	3,27	—
199,0	48,1	44,0	42,0	44,0	46,0	43,0	49,0	48,0	45,0	46,0	45,3	2,29	—
291,0	56,0	56,0	55,0	51,0	51,0	57,0	52,0	48,0	59,0	55,0	54,0	1,86	—

типа ДЮО. Абсолютные износы шеек валов и их темп износа до капитального ремонта тепловоза с V-образным дизелем зна­чительно ниже, чем у неазотированных валов дизелей типа ДЮО. Чтобы с большей точностью изучить степень нарастания интенсивности износа шеек азотированных валов, был приме­нен метод искусственных баз (вырезанных лунок). Абсолют­ные значения износа шеек определялись путем обычного микрометража валов, поступающих в капитальный ремонт, а ис­ходные размеры шеек новых валов брались по данным фор­муляров, заполняемых на дизелестроительном заводе.

Дифференциальные кривые распределения диаметров ша­тунных и коренных шеек новых коленчатых валов дизелей 11Д45 и коленчатых валов, находящихся в эксплуатации, а также средний износ коренных шеек, который не превышает 0,02 мм, и шатунных шеек — 0,025 мм, приведены на рис. 33. Эти данные характеризуют все коленчатые валы, находящиеся в эксплуатации, независимо от срока их службы и поэтому они не позволяют судить об интенсивности износа шеек в раз­личные периоды их службы.

Чтобы оценить интенсивность износа шеек таких валов, все анализируемые валы распределены по интервалам годов их выпуска. По этим данным внутри каждого интервала были выбраны наиболее изношенные шейки, а по ним подсчитаны средние диаметры. Все эти интервалы расположены на диа­грамме (рис. 34) в порядке возрастания срока эксплуатации коленчатых валов отдельно по коренным и шатунным шейкам.

Установленная статистическая связь между износом шеек коленчатых валов и сроком их эксплуатации может быть вы­ражена линейными уравнениями: для коренных шеек d_K =

=97,7—0,22 7’ и шатунных d_m=97,3—0,22 Т, где d_K и d_m — соответственно диаметры коренных и шатунных шеек; Т — срок эксплуатации коленчатых валов в годах.

__ По приведенным данным можно определить средний износ hi в любой i-й период эксплуатации вала путем вычитания из d« координаты di. Приведенные зависимости хорошо согласу­ются с ранее сделанным выводом, что интенсивность нараста­ния износа в первый год эксплуатации значительно выше, чем в последующие. Среднее нарастание износа в год по шатун­ным шейкам составляет 0,0088, а по коренным 0,005 мм. Эти данные полностью согласуются с данными по износу, полу­ченными методом искусственных баз. За 12 лет работы вала наибольший диаметральный износ составил 0,035 мм, ради­альный износ — 0,025 мм, а овальность — 0,016 мм. Таким образом, овальность шеек коленчатого вала дизеля 11Д45 в процессе эксплуатации практически не увеличивается, по­этому срок службы или ресурс коленчатого вала такого клас­са дизелей следует определять не по скорости нарастания 82

		dH новых коленчатых балов
	Щ	Ж	W//		ш		9	щ /у/У///	9
а,	•	/4« •“!!	US
•	й-31,23~0,ЦТ			/1 *г				йз'
				•

164,35

164,34

164,31

164,30

11

13

T_t годы

Рис. 34. Характер изменения средних значений максимально изношенных шеек коленчатых валов дизелей 11Д45 в зави­симости от срока их эксплуатации: а — коренные шейкн; б — шатунные шейки; d_H — днаметр ко­ренных шеек новых коленчатых валов; d_ir d*, da — диаметры коренных шеек соответственно при первом» втором и третьем капи­тальных ремонтах

8jd, nn 164,38

овальности шеек, а по скорости нарастания их диаметрального износа.

Дополнительным критерием оценки пригодности коленча­того вала к дальнейшей эксплуатации является ступенчатость между смежными коренными шейками по их образующим. Средний радиальный износ коренных шеек до капитального ремонта показывает, что наибольшая разница по износу смеж­ных шеек возникает между восьмой и девятой шейками и сос­тавляет 4,5 мкм.

В абсолютных значениях эти величины для каждой корен­ной шейки составляют: для первой — 12,0 мкм; второй — 11,5; третьей — 12,2; четвертой — 10,0; пятой — 7,3; шестой — 10,7; седьмой — 8,1; восьмой — 7,1; девятой — 11,6; десятой — 10,3 мкм.

Допустимая ступенчатость, определяемая прочностным рас- 4* 83

четом вала, составляет 0,05 мм. Такого значения ступенчатости при установленном темпе ее нарастания коленчатые валы ди­зеля 11Д45 могут достигнуть при пробеге тепловоза более 9000 тыс. км, а наибольший диаметральный износ коренной шейки при таком пробеге составит 0,15 мм.

Наибольший допустимый размер коренной шейки коленча­того вала может быть определен по формуле

^min⁼ ^пост ^шах,

где dJj_OCT=265^+0,05MM— номинальный диаметр постели коренного подшип­ника;

Я_к = 7,39 мм -— наибольшая толщина вкладышей коренных подшип­ников;

Smax = 0,38 мм— верхний (допустимый) зазор «на масло» в корен­ном подшипнике;

^ min⁼ 249,89 мм— соответствует среднему диаметральному износу ко­ренной шейки 0,09 м.

Установленные два критерия допустимого диаметрального износа коренных шеек — по ступенчатости 0,15 и по зазору «на масло» 0,38 мм — показывают, что ограничивать износ вала следует по зазору «на масло», при котором максималь­ный диаметр коренной шейки может быть 249,89 мм.

Таблица 17

Серия тепловоза	Интенсивность износа шеек коленчатого вала на 10 000 км, мкм коренных шатунных Интервал
ТЭ7	2— 7/4,2
ТЭЗ	8—11/8,7	6—9,5/8
тэт ол	4— 8/5,7	5—8/6,3
2ТЭ1 ОЛ	6— 9/7,6	5—8/6,7
ТЭП60 (вал азотирован)	0— 5/1,7	0—5/1,8

Примечание. В числителе—интервалы, в знаменателе—среднее значение.

Допустимый наименьший размер шатунной шейки опреде­ляется по формуле, приведенной выше, т. е. с учетом допусти­мого верхнего зазора «на масло», равного 0,31 мм и составит <С„= 164,91 мм.

Средняя скорость износа шатунных и коренных шеек колен­чатого вала может быть определена из приведенных линейных уравнений зависимости темпа износа от срока эксплуатации (см. рис. 34), так как темп износа остается постоянным и рав­ным коэффициенту, принятому для данного уравнения.

Такой расчет показал, что средняя скорость износа корен­ных и шатунных шеек азотированного коленчатого вала дизеля 11Д45 будет составлять 2,2 мкм в год.

Следовательно, ресурс коленчатого вала ограничивается износом шатунной шейки и составляет 21,5 года.

При сопоставлении интенсивности износа шеек азотирован­ных коленчатых валов дизеля 11Д45 с неазотированными ко­ленчатыми валами дизелей других марок, установленных на магистральных тепловозах, можно сделать вывод, что интен­сивность износа шеек коленчатого вала дизеля 11Д45 в 3— 4 раза ниже, чем на других магистральных тепловозах (табл. 17).

Таким образом, срок службы (ресурс) азотированного ко­ленчатого вала дизеля 11Д45 по износу шеек без перешлифов- ки не ограничивает срок службы дизель-генераторной установ­ки, который установлен 16 лет.