Процесс восстановления коленчатого вала двигателя камаз

Процесс восстановления коленчатого вала двигателя камаз

Коленчатый вал изготовлен горячей штамповкой из стали 42ХМФА-Ш. Он имеет 5 коренных опор и 4 шатунные шейки. В шатунных шейках имеются закрытые заглушки и внутренние полости для центробежной очистки масла. На носке коленчатого вала установлена шестерня привода масляного насоса, на хвостовике — распределительная шестерня в сборе с маслоотражателем. От осевых смещений вал фиксируется четырьмя сталеалюминие-выми полукольцами, которые устанавливаются в выточке задней коренной опоры. Хвостовик коленчатого вала уплотняется резиновым самоподвижным сальником.

Для улучшения работы системы смазки в шатунных шейках коленчатых валов последних выпусков устанавливаются втулки для центробежной очиски масла, как показано на рис. 32.

Дефектация, восстановление коленчатых валов и контроль их после восстановления осуществляются на основании технических условий.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Заглушки коленчатого вала при капитальном ремонте подлежат 100%-й замене. Извлекаются они из своих гнезд перед мойкой коленчатого вала специальным съемником.

Коленчатые валы при поступлении в капитальный ремонт могут иметь следующие дефекты:
– обломы и трещины;
– изгиб вала (5—10% от общего количества коленчатых валов, поступающих в капитальный ремонт); износ коренных и шатунных шеек.

Технологический процесс восстановления коленчатых валов включает следующие операции: мойку, разборку и дефектацию коленчатого вала; проверку биения по средней шейке; правку коленчатого вала на прессе (при необходимости); установку пробок в отверстия масляных каналов вместо заглушек; шлифование коренных и шатунных шеек; контроль размеров коренных, шатунных шеек и радиуса кривошипа; полирование коренных и шатунных шеек и сборку коленчатого вала.

Рис. 32. Схема установки втулок для центробежной очистки масла внутри коленчатого вала:
1 — шатунная шейка коленчатого вала; 2 — бронзовая втулка; 3— заглушка; 4, 6 — масляные каналы; 5 — осадок

Разборка коленчатого вала включает следующие операции: снятие шестерни привода масляного насоса, переднего и заднего выносных противовесов; изъятие заглушек и втулок центробежной очистки масла и внутренних полостей масляных каналов коленчатого вала.

Правка коленчатого вала производится на прессе при наличии изгиба вала более 0,05 мм. Для правки вал устанавливается на призмы крайними коренными шейками, средняя шейка устанавливается под штоком гидравлического пресса таким образом, чтобы прогиб вала находился в верхней части (под штоком пресса). Контроль осуществляется с помощью индикаторного приспособления. На среднюю шейку устанавливается призма со сферическим углублением для предохранения от повреждения шейки вала, и усилием пресса вал прогибается на величину, превышающую изгиб вала в 10 раз.

Шейки коленчатого вала шлифуются на круглошлифовальных станках 3A432.

Порядок шлифования следующий. В первую очередь шлифуются коренные шейки после установки коленчатого вала в центрах станка. Во вторую очередь шлифуются шатунные шейки. Для шлифования шатунных шеек коленчатый вал на станке устанавливается в центросмесителях, обеспечивающих смещение оси вала на величину радиуса кривошипа, который имеет размер (60 ±0,5) мм, и совмещение осей шатунных шеек с осью шпинделя станка. Шлифование начинается с первой шатунной шейки, для шлифования следующей шейки вал поворачивается на угол 90°.

В процессе шлифования шеек производится контроль их размеров и радиуса кривошипа. Все коренные и шатунные шейки шлифуются под один ремонтный размер.

После шлифования шейки подвергаются полировке в течение 1 мин на полировальных станках полировальной лентой ЭБ220 или пастой ГОИ № 10.

Восстановленные коленчатые валы поступают на сборку.

Шестерни привода масляного насоса из-за ненадежного его крепления могут иметь следующие дефекты: обрыв шестерни, наклеп на зубьях, выкрашивание зубьев. Шестерни, имеющие указанные выше дефекты, заменяются новыми.

Противовесы подвергаются осмотру на магнитном дефектоскопе и контролю жестким мерительным инструментом. Противовесы, имеющие обломы или трещины, выбраковываются; имеющие износ отверстий под шейки вала восстанавливаются осталива-нием (железнением). Изношенные пазы под шпонку завариваются электродуговой сваркой и фрезеруются новые.

Источник статьи: http://stroy-technics.ru/article/vosstanovlenie-kolenchatykh-valov-kamaza

Процесс восстановления коленчатого вала двигателя камаз

восстановлениЕ коленчатого вала двигателя КамАЗ-740 твердосплавной наплавкой

Агеев Е.В., Семенихин Б.А. (КурскГТУ, г. Курск, РФ)

In the article the defects of crankshaft of the engine Ка m А Z-740 are considered. The standard technological process of recovery and perspective, with use of powders obtained by an electroerosive dispersion is adduced.

Применение для восстановления изношенных деталей современных методов нанесения покрытий и, в первую очередь, с использованием порошковых твердых сплавов способствует значительному повышению их долговечности. Организация восстановления изношенных деталей является не только важным резервом удовлетворения народного хозяйства запасными частями, но и существенным резервом повышения качества ремонта, а также снижения расходов материальных и трудовых ресурсов.

Одной из наиболее сложных в изготовлении и ремонте деталей автомобилей семейства КамАЗ является коленчатый вал двигателя внутреннего сгорания (ДВС), основной дефект которого — износ коренных и шатунных шеек. Процесс изнашивания коренных и шатунных шеек коленчатого вала ДВС является нежелательным, но неизбежным.

Типовой технологический процесс восстановления коленчатых валов ДВС КамАЗ-740 включает следующие операции: мойку, разборку и дефектацию коленчатого вала; проверку биения по средней шейке; правку коленчатого вала на прессе (при необходимости); установку пробок в отверстия масляных каналов вместо заглушек; шлифование коренных и шатунных шеек; контроль размеров коренных, шатунных шеек и радиуса кривошипа; полирование коренных и шатунных шеек; сборка коленчатого вала.

Разборка коленчатого вала включает следующие операции: снятие шестерни привода масляного насоса, переднего и заднего выносных противовесов; изъятие заглушек и втулок центробежной очистки масла и внутренних полостей масляных каналов коленчатого вала. Правка коленчатого вала производится на прессе при наличии изгиба вала более 0,05 мм.

Шейки коленчатого вала шлифуются на круглошлифовальных станках 3А432. В первую очередь шлифуются коренные шейки после установки коленчатого вала в центрах станка. Во вторую очередь шлифуются шатунные шейки. Для шлифования шатунных шеек коленчатый вал на станке устанавливается в центросместителях, обеспечивающих смещение оси вала на величину радиуса кривошипа, который имеет размер (60 ± 0, 5) мм, и совмещение оси шатунных шеек с осью шпинделя станка. Шлифование начинается с первой шатунной шейки, для шлифования следующей шейки вал поворачивается на угол 90 ° . Все коренные и шатунные шейки шлифуются под один ремонтный размер.

После шлифования шейки подвергают полировке в течение одной минуты на полировальных станках полировальной лентой ЭБ 220 или пастой ГОИ № 10.

Таким образом, на сегодняшний день коленчатые валы двигателя КамАЗ-740 успешно ремонтируются в пределах своих ремонтных размеров путем шлифования. Но, стоит размерам вала выйти из ремонтных, как появляются трудности с наращиванием и упрочнением поверхностей.

Изношенные валы с коренными и шатунными шейками, перешлифованные на все ремонтные размеры, но пригодные для восстановления путем нанесения покрытий до номинальных размеров, составляют 65-75 %.

В настоящее время на ремонтных предприятиях для восстановления коленчатых валов ДВС используют главным образом разновидности дугового способа наплавки под слоем флюса.

Одним из наиболее универсальных методов и гибких технологических приемов воздействия на свойства обрабатываемых поверхностей как метод упрочнения вновь изготавливаемых деталей машин и восстановления деталей с большой степенью износа (0,5 мм и более), работающих в условиях интенсивного изнашивания, является плазменно-порошковая наплавка (ППН).

В качестве материала при ППН коленчатых валов, работающих в условиях абразивного изнашивания, используются износостойкие порошковые наплавочные материалы, в структуре которых содержатся высокотвёрдые (карбиды, бориды и т.д.) фазы и относительно пластичная матрица. Среди порошковых наплавочных материалов, обладающих твердостью выше твердости абразива и стойкостью к абразивному износу, одними из наиболее перспективных являются порошки на основе систем WC — Co и WC — TiC — C о, являющиеся основой твердых сплавов, переработка отходов и дальнейшее использование которых является актуальной проблемой.

Одним из наиболее перспективных методов получения порошка, практически из любого токопроводящего материала, в том числе и твердого сплава, отличающийся относительно невысокими энергетическими затратами и экологической чистотой процесса, является метод электроэрозионного диспергирования (ЭЭД) — локальное воздействие кратковременных электрических разрядов между электродами.

При постановке экспериментов по ППН наплавке коленчатых валов ДВС КамАЗ-740 использовалась установка УД-209 на основе переделанного токарного станка для наплавки, выпрямитель сварочный ВДУ-506. В качестве плазмообразующего, транспортирующего и защитного газа использовался аргон по ГОСТ 10157-79. Плазменная головка охлаждалась магистральной водой по ГОСТ 2844-82.

Проведенные ранее исследования, а именно анализ твердости и относительной износостойкости плазменных покрытий, а также геометрических параметров наплавочных валиков показал, что покрытия, полученные с добавлением твердосплавных порошков из ВК8, является более приемлемым вариантом для восстановления и упрочнения коленчатых валов ДВС, по сравнению с порошками из Т15К6. Основными служебными свойствами коренных и шатунных шеек коленчатых валов, определяющими их ресурс, являются твердость и износостойкость, которые, как показали результаты экспериментов, коррелируют между собой. Из перечисленных свойств наиболее просто и достоверно определяется твердость. Поэтому оптимизацию состава наплавляемых порошковых композиций с целью улучшения качества плазменных покрытий коленчатых валов для ППН проводили по твердости покрытий, полученных с использованием порошков ВК8.

Для достижения максимальной твердости плазменных покрытий была выполнена постановка полного факторного эксперимента. В результате было установлено, что оптимальной порошковой композицией для ППН шеек коленчатых валов является порошковая композиция производства Тульского завода «Полема», содержащая в своем составе промышленные порошки (7 объемов ПЖ Н4Д2М + 2 объема ПР Х11Н11ГЮСР + 1 объем ПР Г4СР), изготовленные по ТУ 14-22-26-90 с добавлением 15,0 % (масс.) порошка, полученного из отходов твердого сплава ВК8 методом ЭЭД в воде, со средним размером частиц 30-35 мкм.

При промышленном опробовании твердосплавных порошков использовалась технология плазменной твердосплавной порошковой наплавки для шеек коленчатых валов ДВС КамАЗ-740, вышедших из последних ремонтных размеров, представленная на рис. 1. В качестве порошкового наплавочного материала использовалась композиция, представленная выше.

Рисунок 1 — Технологический процесс восстановления коленчатых валов КамАЗ-740 плазменной твердосплавной порошковой наплавкой

1. Процесс изнашивания коренных и шатунных шеек коленчатого вала ДВС является нежелательным, но неизбежным. Основной дефект коленчатых валов ДВС КамАЗ-740 — износ коренных и шатунных шеек. В настоящее время коленчатые валы успешно ремонтируются в пределах своих ремонтных размеров путем шлифования. Но, стоит размерам вала выйти из ремонтных, как появляются трудности с наращиванием и упрочнением поверхностей.

2. Среди порошковых наплавочных материалов для плазменно-порошковой наплавки одними из наиболее перспективных являются порошки на основе WC — Co и WC — TiC — C о, являющиеся основой твердых сплавов, переработка отходов и дальнейшее использование которых является актуальной проблемой.

2. Методом ЭЭД получены пригодные для промышленного использования наплавочные порошки из отходов твердых сплавов марок ВК-8 и Т15К6. Одновременно решается проблема утилизации отходов.

3. Разработана технология плазменно-порошковой наплавки с добавлением твердосплавных порошков коленчатых валов ДВС КамАЗ-740. Технология опробована в условиях ремонтных баз автотранспортного предприятия и сельхозтехники и обеспечила повышение ресурса восстановленных деталей в среднем на 20%.

1. Титунин Б.А. Ремонт автомобилей КамАЗ [Текст] / Б.А. Титунин, Н.Г. Старостин, В.М. Мушниченко. Л.: Агропромиздат. Ленингр. отд-ние, 1987. -288 с.

2. Петридис, А.В. Получение порошков из отходов твердых сплавов методом ЭЭД [Текст] / А.В. Петридис, Е.В. Агеев // Материалы II Международной научно-технической конференции «Современные инструментальные системы, информационные технологии и инновации», Курск, 2004. -С. 84–87.

3. Петридис А.В., Толкушев А.А., Агеев Е.В. Применение порошков, полученных методом ЭЭД, при плазменной наплавке коленчатых валов // Технология металлов, № 9, Москва, 2004. -С. 41-43.

Источник статьи: http://science-bsea.narod.ru/2007/mashin_2007/ageev_vosst.htm

Курсовая работа: Разработка технологического процесса восстановления коленчатого вала компрессора КаМАЗ

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное образовательное учреждение

среднего профессионального образования

«ИЖЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

к курсовому проекту КП-Т41.190604-ПЗ

Специальность 190604 «Ремонт автомобилей и двигателей»

Тема проекта: «Разработка технологического процесса

восстановления коленчатого вала компрессора КаМАЗ»

4 курс, ТОРА-41 Иванов С.Д.

2. Описание детали, условия работы коленчатого вала

3. Дефектация деталей

4. Обоснование способа восстановления детали

5. План технологических операций на устранение дефекта

6. Расчеты режимов резания и нормы времени по операциям

7. Расчет приспособления

8. Проект производственного участка

9. Список литературы

В процессе эксплуатации автомобиля в результате воздействия на него целого ряда факторов (воздействие нагрузок, вибраций, влаги, воздушных потоков, абразивных частиц при попадании на автомобиль пыли и грязи, температурных воздействий и т. п.) происходит необратимое ухудшение его технического состояния, связанное с изнашиванием и повреждением его деталей, а также изменением ряда их свойств (упругости, пластичности и др.).

Изменение технического состояния автомобиля обусловлено работой его узлов и механизмов, воздействием внешних условий и хранения автомобиля, а также случайными факторами. К случайным факторам относятся скрытые дефекты деталей автомобиля, перегрузки конструкции и т. п. Основными постоянно действующими причинами изменения технического состояния автомобиля при его эксплуатации является изнашивание, пластические деформации, усталостные разрушения, коррозия, а также физико-химические изменения материала деталей (старение).

Восстановление изношенных и поврежденных деталей является важным резервом экономии трудовых и материальных ресурсов. Стоимость восстановления деталей значительно ниже стоимости их изготовления. Так, например, при производстве автомобильных деталей расходы на материалы и изготовление заготовок (отливок, поковок, штамповок) составляют 70. 75 % их стоимости, а при восстановлении деталей в зависимости от способа восстановления эти затраты составляют 6. 8 %, так как заготовкой является сама деталь и при этом обрабатываются только те поверхности, которые имеют дефекты. Затраты на восстановление деталей в зависимости от их конструктивных особенностей и степени изношенности составляют 10. 50 % стоимости новых деталей. При этом чем сложнее деталь и, следовательно чем дороже она в изготовлении, тем ниже относительные затраты на ее восстановление.

Восстановление деталей является крупным резервом обеспечения автомобильной техники запасными частями, расходы на которые в настоящее время составляют 40. 60 % себестоимости КР автомобилей. Расширение номенклатуры восстановления деталей позволяет уменьшить потребность в производстве запасных частей.

Повышение надежности отремонтированных автомобилей (агрегатов) зависит от качества восстановления деталей. В настоящее время авторемонтное производство располагает современными способами восстановления, обеспечивающими послеремонтные ресурсы деталей на уровне, близком к ресурсам новых. Для восстановления работоспособного состояния узлов и агрегатов необходимо восстановление первоначальной посадки в сопряжениях.

2. Описание детали, условия работы коленчатого вала

автомобиль коленчатый вал компрессор

Назначение и условия работы компрессора

Компрессор входит в состав пневматической тормозной системы автомобиля и предназначен для нагнетания воздуха в ресиверы, откуда через тормозной кран сжатый воздух подается к тормозным камерам колесных механизмов. Компрессор работает в жестком температурном режиме, который выражается в нагревании его как в процессе работы по сжиманию воздуха, так и со стороны работающего двигателя. Детали компрессора работают в условиях повышенного трения, воспринимают знакопеременные динамические нагрузки, нагрузки от сил давления воздуха при его сжатии. Также компрессор подвергается воздействию внешней агрессивной среды: пыли, влаги, и т.д.

Устройство автомобильного компрессора во многом подобно устройству двигателя (за исключением самого процесса внутреннего сгорания) и по аналогии с двигателем компрессор имеет шатунно-поршневой и клапанный механизмы, систему охлаждения, смазки и питания атмосферным воздухом, устройства привода и регулирования давления.

Шатунно-поршневой механизм компрессора включает следующие основные детали: один или несколько цилиндров; поршень с поршневыми кольцами и шатун, соединенные поршневым пальцем; коленчатый вал, подшипники которого установлены в картере компрессора.

Клапанный механизм состоит обычно из автоматических клапанов, перемещающихся под действием давления воздуха в цилиндре, и их пружин. В компрессорах обычно применяются плоские пластинчатые металлические клапаны: впускной и выпускной (нагнетательный). Седло впускного клапана бывает расположено в цилиндре или в головке, седло выпускного — в головке.

Все детали указанных механизмов компрессора, как правило, металлические: цилиндр изготавливается из чугуна; головка, картер, поршень — чугунные или алюминиевые; шатун — стальной или алюминиевый; коленчатый вал — стальной или чугунный; клапаны, их пружины и седла, поршневой палец — стальные.

Питание компрессора атмосферным воздухом обязательно производится с очисткой через фильтр. Для этой цели используется воздушный фильтр двигателя или собственный автономный фильтр компрессора.

Охлаждением компрессора решаются три задачи:

– улучшение параметров рабочего цикла и повышение производительности компрессора, так как снижение температуры воздуха в цилиндре повышает его наполнение;

– снижение термонагруженности деталей компрессора, находящихся в контакте с нагретым сжатым воздухом (цилиндр, поршень, головка цилиндров, клапаны и их пружины и т. п.), и тем самым повышение долговечности этих деталей;

– уменьшение температуры находящегося на стенках цилиндра смазочного масла, вследствие чего улучшаются физико-химические характеристики масла и предотвращается образование нагара.

Система охлаждения компрессора может быть воздушной, водяной или смешанной. В первом случае охлаждение наиболее нагреваемых деталей компрессора (цилиндра и головки) осуществляется за счет наличия на их поверхности большого числа ребер. Во втором случае головка и верхняя часть цилиндра имеют водяные рубашки, в которые подается вода от системы охлаждения двигателя. При смешанном охлаждении головка охлаждается водой, а цилиндр имеет ребра для воздушного охлаждения.

Эффективность водяного охлаждения значительно выше, чем воздушного. Вследствие этого поверхность теплоотдачи при воздушном охлаждении должна быть в 20-30 раз больше, чем при водяном. Так как достичь этого при существующих конструктивных ограничениях практически невозможно, нагрев компрессора с воздушным охлаждением на 20-50 °С выше, чем с водяным. Разница в температуре сжатого воздуха при этом достигает 35-70 °С.

Смазкой компрессора решаются следующие функции:

– уменьшение трения между движущимися деталями и тем самым снижение потребляемой компрессором мощности двигателя;

– уменьшение температуры деталей компрессора, что особенно важно для цилиндра, поршня и поршневых колец;

– повышение (за счет масляной пленки) уплотнения между поршнем и цилиндром;

– защита деталей компрессора от коррозии.

В автомобильном компрессоре имеются различные виды трущихся подвижных соединений. Для них используют смазку разбрызгиванием из масляной ванны в картере или принудительную смазку от системы смазки двигателя.

Для регулирования давления в приводе после повышения его до заданного уровня подача сжатого воздуха от компрессора отключается.

Ранее некоторое распространение имели компрессоры, не отключаемые совсем. У этих компрессоров степень сжатия была выбрана такой, что давление в цилиндре равнялось максимальному давлению в приводе и при его достижении подача сжатого воздуха в привод прекращалась (один и тот же объем воздуха многократно сжимается, «мнется» в цилиндре). В этом случае не было необходимости в регуляторе, но компрессор работал постоянно в режиме нагрузки, что значительно снижало его долговечность и увеличивало расходы на техническое обслуживание.

Компрессор автомобиля КамАЗ — двухцилиндровый, с рядным расположением цилиндров, питание атмосферным воздухом осуществляется от воздушного фильтра двигателя, охлаждение водяное, смазка принудительная от системы смазки двигателя, привод – шестеренный от распределительных шестерен двигателя. Компрессор установлен в развале цилиндров двигателя и крепится на переднем торце блока распределительных шестерен.

Компрессор имеет блок цилиндров 19, головку 17, крепящуюся к блоку с помощью восьми шпилек, и картер 9, закрытый снизу нижней крышкой 25, а сзади — крышкой 23. В картере 9 на двух шарикоподшипниках 8 вращается коленчатый вал 7. В переднем торце коленчатого вала установлен уплотнитель 4, поджимаемый пружиной 5 к штуцеру, по которому по трубке подводится масло от системы смазки двигателя под давлением 1-5 кгс/см . На коленчатом валу 7 установлены шатуны 11, связанные с поршнем 16 при помощи плавающих пальцев 14. От осевого перемещения пальцы в бобышках поршня фиксируются упорными кольцами. На головке поршня установлены два компрессионных кольца, на юбке одно маслосъемное. В верхней части блока 19 расположены седла пластинчатых впускных клапанов. Впускные клапаны толщиной 1 мм прижимаются к седлам пружинами и удерживаются от бокового смещения направляющими. В головке блока 17 установлены пластинчатые нагнетательные клапаны толщиной 1,4 мм, которые прижимаются к своим седлам пружинами.

Верхняя часть блока и головка компрессора имеют водяную рубашку и охлаждаются водой или антифризом, подводимыми к блоку из системы охлаждения двигателя.

Масло к шатунным подшипникам компрессора, имеющим сталебаббитовые съемные вкладыши, поступает через уплотнитель 4 по каналам, выполненным в щеках коленчатого вала 7. Коренные шарикоподшипники 8, поршневые пальцы 14 и стенки цилиндров смазываются разбрызгиванием. Избыток масла через сливное отверстие в нижней крышке картера 9 компрессора стекает по трубке в масляный картер двигателя.

Компрессор здесь не имеет разгрузочного устройства, его отключение происходит при открытии атмосферного клапана регулятора давления, который соединяет нагнетательную магистраль компрессора с атмосферой.

Основные требования к компрессорам — это достаточная производительность, а также минимальная потребляемая мощность, минимальное количество масла в сжатом воздухе, малые габариты и масса, бесшумность работы, достаточная долговечность и минимальная трудоемкость технического обслуживания.

Производительность компрессора (количество сжатого воздуха, подаваемое компрессором в тормозной привод за 1 мин и приведенное к атмосферному давлению) и потребляемая им мощность зависят от рабочего объема компрессора, давления в приводе и частоты коленчатого вала. Производительность компрессора прямо пропорциональна частоте коленчатого вала и обратно пропорциональна давлению в приводе, а потребляемая мощность прямо пропорциональна обоим этим параметрам. Следует отметить, что в практике эксплуатации компрессор проверяется обычно только на производительность. В качестве критерия оценки производительности применяется давление сжатого воздуха, создаваемое компрессором в сосуде, из которого воздух выпускается в атмосферу через тарированное отверстие (дроссель). Компрессор должен создавать в воздушном баллоне, имеющем сообщение с атмосферой через дроссель диаметром 1,6 мм и длиной 3 мм, давление не ниже 6 кгс/см .

Количество масла в воздухе, подаваемом компрессором, определяется следующим образом: на расстоянии 50 мм от торца выпускного штуцера устанавливается экран из бумаги, не поглощающей масло (например, калька). При частоте коленчатого вала, близкой к максимальной, определяется создаваемое на этом экране за 10 с масляное пятно. Его диаметр не должен превышать 20 мм.

При проверке компрессора не допускается наличие посторонних шумов, скрежета и других звуков, свидетельствующих о неисправности. Показателем нормальной работы компрессора является также маслопропускная способность — количество масла, проходящего через компрессор с принудительной смазкой. Для компрессора КамАЗ это количество не должно превышать 750 см /мин при давлении масла 5 кгс/см и температуре его 80 °С.

Коленчатый вал — деталь (или узел деталей в случае составного вала) сложной формы, имеющая шейки для крепления шатунов, от которых воспринимает усилия и преобразует их в крутящий момент. Составная часть кривошипно-шатунного механизма (КШМ).

Основные элементы коленчатого вала

— Коренная шейка — опора вала, лежащая в коренном подшипнике, размещённом в картере двигателя.

— Шатунная шейка — опора, при помощи которой вал связывается с шатунами (для смазки шатунных подшипников имеются масляные каналы).

— Щёки — связывают коренные и шатунные шейки.

— Передняя выходная часть вала (носок) — часть вала на которой крепится зубчатое колесо или шкив отбора мощности для привода газораспределительного механизма (ГРМ) и различных вспомогательных узлов, систем и агрегатов.

— Задняя выходная часть вала (хвостовик) — часть вала соединяющаяся с маховиком или массивной шестернёй отбора основной части мощности.

— Противовесы — обеспечивают разгрузку коренных подшипников от центробежных сил инерции первого порядка неуравновешенных масс кривошипа и нижней части шатуна.

Материал и способы получения заготовок для коленчатых валов

Коленчатые валы изготовляют из углеродистых, хромомарганцевых, хромоникельмолибденовых, и других сталей, а также из специальных высокопрочных чугунов. Наибольшее применение находят, стали марок 45, 45Х, 45Г2, 50Г, а для тяжело нагруженных коленчатых валов дизелей-40ХНМА, 18ХНВА и др.

Заготовки стальных коленчатых валов средних размеров в крупносерийном и массовом производстве изготовляют ковкой в закрытых штампах на молотах или прессах при этом процесс получения заготовки проходит несколько операций. После предварительной и окончательной ковки коленчатого вала в штампах производят обрезку облоя на обрезном прессе и горячую правку в штампе под молотом.

В связи с высокими требованиями механической прочности вала большое значение имеет расположение волокон материала при получении заготовки во избежание их перерезания при последующей механической обработке. Для этого применяют штампы со специальными гибочными ручьями. После штамповки перед механической обработкой, заготовки валов подвергают термической обработке — нормализация — и затем очистке от окалины травлением или обработкой на дробеметной машине.

Литые заготовки коленчатых валов изготовляют обычно из высокопрочного чугуна, модифицированного магнием. Полученные методом прецизионного литья (в оболочковых формах) валы по сравнению со “штампованными” имеют ряд преимуществ, в том числе высокий коэффициент использования металла. В литых заготовках можно получить ряд внутренних полостей при отливке.

Припуск на обработку шеек чугунных валов составляет не более 2,5 мм на сторону при отклонениях по 5-7-му классам точности. Меньшее колебание припуска и меньшая начальная неуравновешенность благоприятно сказываются на эксплуатации инструмента и “оборудования” особенно в автоматизированном производстве.

Коленчатые валы отливают в оболочковые формы в горизонтальном положении. Если в одной форме отливают два вала, заливку металла производят через общий литник.

Правку валов производят после нормализации в горячем состоянии в штампе на прессе после выемки заготовки из печи без дополнительного подогрева.

Характеристика условия работы коленчатых валов

Коленчатый вал испытывает большие нагрузки и подвергается скручиванию, изгибу и механическому изнашиванию Крутящий момент, развиваемый на коленчатом валу, передается на трансмиссию автомобиля, а также используется для привода в действие различных механизмов двигателя. Силы, действующие на коленчатый вал, складываются из сил давления газов и инерционных сил движущихся масс. Особенно большие силы возникают в момент выключения сцепления. Основными неисправностями валов являются износ опорных шеек из-за повреждения вкладышей или деформация — искривление вала из-за перегрева. В результате этого увеличиваются зазоры в подшипниках, в то время как условия смазки ухудшаются, естественный износ шеек наблюдается при больших нагрузках на двигатель автомобиля. Кроме износа шеек под подшипники коленчатые валы поступают в ремонт, имеют обычно износ резьбы под храповик-(в зависимости от конструкции вала), износы отверстий во фланце под болты крепления маховика, под установочные пальцы или направляющие шпильки, отверстия под шарикоподшипник ведущего вала. Все эти нагрузки и силы, действующие, на коленчатый вал приводят к проявлению дефектов и возникновению изнашивания.

На рисунке приведены виды изнашивания, способствующие разрушению поверхности коленчатых валов и других немаловажных деталей и агрегатов в автомобилях.

Процесс изнашивания деталей сопровождается сложными физико-химическими явлениями и многообразием влияющих на него факторов. В зависимости от материала и качества поверхности сопряженных деталей, характера контакта, нагрузки скорости относительно перемещения процесс изнашивания протекает различно. Ведущим процессом разрушения является механическое изнашивание, в которое входит абразивный и усталостный износ. Сопутствующими видами износа являются молекулярно — механический и коррозионно-механические износы со всеми своими разновидностями, которые в зависимости от условий работы влияют на износ и при определенных условиях могут стать ведущими процессами износа.

ГОСТ 16429-70 установлены три группы изнашивания в машинах: механическое, малекулярно-механическое и каррзионно-механическое. Рассмотрим механическое изнашивание и его подвиды, потому, что анализируемая нами деталь больше всего подвергается факторам присущих для механического износа. Из приведенных видов изнашивания коленчатым валам характерно абразивное изнашивание схватывание и коррозионно-механическое и усталостный износ. Например, абразивное изнашивание является подвидом механического износа. Абразивное изнашивание получается в результате режущего или царапающего действия твердых тел и частиц. При этом протекание изнашивания не зависит от проникновения абразивных частиц на поверхности трения. Изменение размеров деталей при абразивном изнашивании зависит от ряда факторов: материала и механического свойства деталей, режущих свойств абразивных частиц, удельного давления и скорости скольжения при трении. По своей природе и механизму протекание абразивного изнашивания близко подходит к явлениям, имеющим место при резании металлов, отличаясь специфическими особенностями- геометрией абразивных частиц и малым сечением стружки. Абразивное изнашивание широко распространено при трении деталей машин, особенно работающих в абразивной среде, а также при трении деталей, восстановленных различными способами наплавки, металлизация, хромирование, железнения. На разрушение поверхности коленчатого вала очень сильно влияет усталостное изнашивание, которое возникает при трении, качении, и отчетливо проявляется на рабочих плоскостях. Разрушение поверхностных слоев происходит вследствие возникших микроскопических трещин, которые по мере работы развиваются в одиночные и групповые трещины и впадины. Глубина трещин и впадин зависит от механических свойств металла деталей, величины удельных давлений при контакте и размера контактных поверхностей. Абразивному изнашиванию на коленчатых валах, прежде всего, подвергаются шатунные и коренные шейки и вкладыши подшипников скольжения. Также на износ поверхности коленчатого вала очень сильно влияет усталостный износ.

Усталостный износ- особый тип разрушения поверхности вызванный повторно действующими циклами напряжения, амплитудное значение которого не превышает предела упругости материала. При усталостном изнашивании трущихся деталей возникает микропластические деформации сжатия и упрочнения поверхностных слоев металла. В результате упрочнения возникают остаточные напряжения сжатия. Повторно-переменные нагрузки превышающие предел текучести металла при трении качения, вызывают явления усталости, разрушающие поверхностные слои. Разрушение поверхностных слоев происходит в следствии возникших микро и макроскопических трещин, которые по мере работы развиваются в одиночные и групповые углубления и впадины. Глубина трещин и впадин зависит от механических свойств металла деталей, величины удельных давлений при контакте и размера контактных поверхностей. Рассмотрим молекулярно-механическое и коррозионно-механическое изнашивание которые играют не маловажную роль при износе вала.

Молекулярно-механическое изнашивание в результате одновременного механического воздействия и молекулярных или атомарных сил. В число этого изнашивания относится изнашивание при заедании в результате схватывания глубинного вырывания материала, переноса его с одной поверхности трения на другую и воздействия возникших неровностей на сопряженную поверхность.

Коррозионно-механическое изнашивание происходит при трении материала вступившего в химическое взаимодействие со средой. Коррозионно-механическим видам изнашивания относятся окислительное изнашивание и изнашивание при фретинг-коррозии.

При эксплуатации коленчатого вала очень часто происходит возникновение износа схватыванием. Износ схватыванием первого рода возникает при отсутствии смазки и защитной пленки окислов при трении с малыми скоростями и удельными давлениями, превышающими предел текучести металла в местах действительного контакта. Схватывание происходит в результате большой пластической деформации поверхностных слоев металла и образования металлических связей между контактными участками поверхностей.

Схватывание второго рода возникает при трении скольжения с большими скоростями относительного перемещения и значительными удельными давлениями, при интенсивном повышении температуры в поверхностных слоях трущихся металлов и их пластичности. При схватывании происходят не допустимые повреждения трущихся поверхностей в результате возникновения металлических связей их деформации и разрушения с отделением частиц налипания и намазывания поверхности контактов.

3. Дефектация деталей

Детали после мойки и очистки подвергаются дефектации и сортировке на годные без восстановления, подлежащие восстановлению и подлежащие выбраковке из-за невозможности их восстановления. К годным без восстановления относятся детали, износ которых лежит в пределах установленных допускаемых величин. Детали с износом выше допустимого, но не относящиеся к группе негодных, а также детали с повреждениями, поддающимися устранению, подлежат восстановлению и дальнейшему использованию. Детали, которые по техническим условиям на ремонт автомобиля в связи со сложностью повреждений не подлежат восстановлению, бракуются и направляются в утиль. Работы по дефектации сортировке деталей оказывают большое влияние на эффективность авторемонтного производства, а также на качество и надежность отремонтированных автомобилей.

Дефектацию начинают с внешнего осмотра детали. При внешнем осмотре обнаруживают значительный износ, задиры, трещины, обломы, пробоины, коррозию, вмятины и т. п. Для выявления скрытых трещин в корпусных деталях (блок цилиндров, головка блока и пр.) их подвергают гидравлическому или пневматическому испытанию.

При гидравлическом испытании корпусную деталь устанавливают на стенд и герметизируют заглушками наружные отверстия, после чего во внутренние полости детали насосом нагнетают воду до давления 0,3— 0,4 МПа. Течь воды показывает местонахождение трещины. При пневматическом испытании внутрь детали подают воздух под давлением 0,10—0,15 МПа и погружают ее в ванну с водой. Пузырьки выходящего воздуха указывают место расположения трещины. Пневматическое испытание применяют при проверке на герметичность топливных баков, трубопроводов и др.

Для выявления скрытых дефектов в деталях, изготовленных из стали (например валов), наиболее широкое применение нашел метод магнитной дефектоскопии. Для обнаружения дефектов этим методом деталь сначала намагничивают, затем посыпают сухим магнитным порошком или поливают суспензией, состоящей из смеси керосина и трансформаторного масла (1:1). При наличии на детали трещины магнитный порошок будет притягиваться ее краями и границы трещины обрисуются. После контроля детали размагничивают.

Наибольшее внимание при контроле и сортировке деталей уделяется определению геометрических размеров и формы их рабочих поверхностей. При этом используют как универсальный измерительный инструмент (штангенциркули, микрометры, индикаторные нутромеры, микрометрические штихмасы и др.), так и калибры.

Калибры изготавливают в виде скоб, пробок, пластин, колец. Размер детали назначают всегда с двумя предельными отклонениями. Поэтому калибры имеют обычно проходную и непроходную стороны. Ими проверяют наружные и внутренние цилиндры, конусы, другие элементы деталей.

Важное значение для авторемонтного производства имеет своевременная отправка продефектованных деталей в комплектовочные отделения (куда направляются годные без ремонта детали) и на участки восстановления (куда направляются детали, подлежащие восстановлению). От этого зависит и культура производства, и сохранность деталей, и нормальный ритм всего производственного процесса.

Карта дефектации вала коленчатого компрессора

Название: Разработка технологического процесса восстановления коленчатого вала компрессора КаМАЗ Раздел: Рефераты по транспорту Тип: курсовая работа Добавлен 21:25:13 17 апреля 2011 Похожие работы Просмотров: 15666 Комментариев: 17 Оценило: 5 человек Средний балл: 4.4 Оценка: неизвестно Скачать

1. Обрабатывать в ремонтный размер

1. Обрабатывать в ремонтный размер

№ по каталогу		Наименование	Материал		Твердость
5320-3509110		Вал коленчатый	Саль 40		HB 179-229
№ дефекта	Обозначение	Возможный дефект	Размеры, мм		Способ Ремонта
			номинальный	Предельно допустимый без ремонта
1	Трещины, сколы	Браковать
2	А	Задиры, риски на шейках	Обрабатывать в ремонтный размер
3	А	Износ шатунных шеек	28,5 – 0,021	28,47
		1-й ремонтный	28,2 – 0,021	28,17
		2-й ремонтный	27,9 – 0,021	27,87
4	Б	Износ посадочных поверхностей под шарикоподшипники и шестерню		35,00
5	В	Износ поверхностей под уплотнитель		25,05
6	Г	Износ шпоночного паза по ширине		5,02	Фрезеровать новый паз
7	Д	Износ торцов шеек	Размер И:		Обработать до выведения дефекта
			27 +0,084	27,4
8	Е	Повреждение резьбы	Не более 2-х ниток	Браковать

4. Обоснование способа восстановления детали

Шатунную шейку можно восстановить тремя способами: обработка в ремонтный размер, осталивание и наплавка (приварка).

Электроконтактная приварка ленты:

Сущность прoцессa — тoчечнaя привaркa стaльнoй ленты (прoвoлoки) к пoверхнoсти детaли в результате воздействия мoщнoгo импульса тoкa. В точке сварки прoисхoдит рaсплaвление метaллa ленты (прoвoлoки) и детали. Деталь устaнaвливaют в центрах или пaтрoне, a свaрoчнaя гoлoвкa с рoликaми плотно прижимает ленту (прoвoлoку) пoсредствoм пневмoцилиндрoв. Пoдвoд тoкa к рoликaм прoизвoдится oт трaнсфoрмaтoрa. Требуемaя длительнoсть циклa oбеспечивaется прерывaтелем тoкa.

Ленту привaривaют кo всей изнoшеннoй пoверхнoсти или пo винтoвoй линии в прoцессе врaщения детaли. Скoрoсть врaщения Детaли прoпoрциoнaльнa чaстoте импульсoв и прoдoльнoму перемещению свaрoчнoй гoлoвки.

Преимуществa спoсoбa: высoкaя прoизвoдительнoсть прoцессa (в 2,5 рaзa превoсхoдит вибрoдугoвую нaплaвку); мaлoе теплoвoе вoздействие нa детaль (не бoлее 0,3 мм); небoльшaя глубинa дaвления; незнaчительный рaсхoд мaтериaлa (в 4. 5 рaз превoсхoдит вибрoдугoвую нaплaвку); вoзмoжнoсть пoлучения не-Ялaвленнoгo метaллa с любыми свoйствaми; блaгoприятные сa-нитaрнo-прoизвoдственные услoвия рaбoты свaрщикa, a недoстaтoк — oгрaниченнoсть тoлщины нaплaвленнoгo слoя и слoжнoсть устaнoвки.

Спoсoб электрoкoнтaктнoй привaрки ленты испoльзуется для вoсстaнoвлении пoверхнoстей вaлoв, a тaкже oтверстий в чугунных и стaльных детaлях, в тoм числе кoрпусных.

Твердoсть, изнoсoстoйкoсть и прoчнoсть сцепления ленты с детaлью зaвисят oт мaрки стaли ленты. Высoкую твердoсть oбеспечивaют ленты из хрoмистых и мaргaнцевых стaлей. Тoлщинa ленты берется в пределaх 0,3. 1,5 мм. Усилие прижaтия рoликoв при привaрки ленты 1,3. 1,6 кН.

Железнение — процесс электролитического осаждения железа из водных растворов его закисных солей. Железо осаждают на катоде; анодом служат прутки или полосы малоуглеродистой стали.

Электролитически осаждённое железо отличается высокой химической чистотой, благодаря чему его коррозионная стойкость выше, чем у малоуглеродистой стали.

По структуре состоит из вытянутых по направлению к покрываемой поверхности зёрен.

Предел прочности 350—450 Мпа, относительное удлинение 5-10 %, твердость НВ 100—240 (в зависимости от состава электролита и условий электролиза).

Применяется как средство наращивания металла на изношенную поверхностьстальныхичугунных деталей при восстановлении их размеров.

Обработка поверхностей детали под ремонтный размер эффективна в случае, если механическая обработка при изменении размера не приведет к ликвидации термически обработанного поверхностного слоя детали. Тогда у дорогостоящей детали соединения дефекты поверхности устраняются механической обработкой до заранее заданного ремонтного размера (например, шейки коленчатого вала), а другую (более простую и менее дорогостоящую деталь) заменяют новой соответствующего размера (вкладыши). В этом случае соединению будет возвращена первоначальная посадка (зазор или натяг), но поверхности детали, образующие посадку, будут иметь размеры, отличные от первоначальных. Применение вкладышей ремонтного размера (увеличенных на 0,5 мм) позволит снизить трудоемкость и стоимость ремонта при одновременном сохранении качества отремонтированных блоков цилиндров и шатунов.

Ремонтные размеры и допуски на них устанавливает завод-изготовитель. Восстановление деталей под ремонтные размеры характеризуется простотой и доступностью, низкой трудоемкостью (в 1,5. 2,0 раза меньше, чем при сварке и наплавке) и высокой экономической эффективностью, сохранением взаимозаменяемости деталей в пределах ремонтного размера. Недостатки способа — увеличение номенклатуры запасных частей и усложнение организации процессов хранения деталей на складе, комплектования и сборки.

5. План технологических операций на устранение дефекта

Источник статьи: http://www.bestreferat.ru/referat-212389.html