Реферат: Коленчатый вал

Полируют одновременно все шейки вала на станке. На шейки вала закрепляют хомуты с войлочными подкладками, на которые наносят полировальную пасту. Направление вращения коленчатых валов при полировании должно совпадать с рабочим направлением, в против­ном случае могут возникать задиры шеек вала при работе дизеля. Это явление объясняется следующими причинами: коленчатые валы дизелей типа Д100 изготовляют из высокопрочного чугуна, шарооб­разные глобули графита которого окружены ферритовой оторочкой. Эти оторочки, выходящие на поверхность шейки и заполированные, при движении против направления полирования действуют как зубцы и задирают подшипник, а затем шейку вала. Шероховатость поверхности шеек валов должна быть не ниже 8-го класса.

Для повышения усталостной прочности коленчатых валов галтели шеек накатывают роликами как при изготовлении валов, так и при ремонте в случае перешли­фовки шеек и необходимости уг­лубления галтели, чем срезается накатанный слой. Накатывание галтелей создает в поверхностном слое сжимающие напряжения (рис. 2), повышая запас проч­ности вала.

Рис. 2. Эпюра сжимающих напряже­ний в галтели шейки коленчатого вала, создаваемых накатыванием:

1 — щека вала; 2 - галтель; 3 - - эпюра на­пряжений сжатия; 4 — шейка вала

После ремонта коленчатого ва­ла проводят следующие измерения его геометрии: диаметр шеек, их конусность и овальность; радиус кривошипа шатунных щёк; несоосность коренных шеек (размер изгиба оси вала); для валов (стальных) дизеля Д50, кроме того, определяют развал щёк и биение торцовых фланцев.

В основу метода измерения несоосности коренных шеек коленча­тых валов положен принцип автоколлимации при шаговом измерении ступенчатости коренных шеек по их боковым образующим со свобод­ным провисанием коленчатого вала. Этот метод измерения исполь­зуется в связи с тем, что коленчатые валы являются гибкими (вал дизеля типа Д100 при укладке на двух крайних опорах прогибается на 2 мм) и соосность (ступенчатость) их коренных шеек нельзя изме­рять в вертикальной плоскости. Измеряют на чугунной или бетонной плите с двумя жесткими подставками для вала в виде призм или подшипников и подставкой (штатив) для автоколлиматора. При из­мерениях коленчатый вал укладывают на вторую и предпоследнюю коренные шейки и таким образом создаются условия для его свобод­ного провисания.

На шейки вала поочередно устанавливают горизонтально по уровню зеркальную марку, перекрестия которой сопоставляют с пе­рекрестиями окуляра автоколлиматора, установленного на плите. Горизонтальные ветви перекрестий совмещают вращением верти­кального лимба автоколлиматора и фиксируют (записывают) его показания, по которым подсчитывают несоосность (провисание) шеек вала (смежных) и общий прогиб вала.

При укладке коленчатых валов в крышки коренных опор устанав­ливают бесканавочные вкладыши. В блок устанавливают вкладыши прежней конструк­ции. При этом вкладыши устанавливают только в крышки нижнего вала, так как они не имеют отверстий для подвода масла к шейкам вала.

Перед укладкой коленчатого вала подбирают по толщине вкла­дыши так, чтобы ступенчатость опор вала не превышала установленных норм. Затем проворачивают нижний (или верхний — при укладке нижнего) коленчатый вал до совпаде­ния меток на зубчатых колесах вертикальной передачи. Комплект блочных (рамовых) вкладышей коренных подшипников (кроме упор­ного) укладывают в постели бугелей блока по клеймам. Рабочие поверхности вкладышей протирают чистой салфеткой и смазывают дизельным маслом. Вал укладывают на вкладыши так, чтобы совпа­ли метки на зубьях колес верхней части вертикальной передачи и привода топливных насосов. Закатывают упорный подшипник, ста­вят крышки коренных подшипников с верхними вкладышами и за­крепляют гайки коренных шпилек до совпадения меток. Проворачи­вая вал, устанавливают кривошипы в положения, удобные для сочле­нения с шатунами, и собирают шатунные подшипники.

Методы и технология ремонта коленчатых валов и их подшипников дизеля Д100

При текущем ремонте ТР-1 выполняют работы, предусмотренные для ТО-3, и, кроме того, делают следующее.

Замеряют щупом суммарные зазоры «на масло» в коренных подшипниках верхнего и нижнего коленчатых валов, а также зазор "в усах". Зазор "на масло" должен быть не более 0,40 мм, а зазор "в усах" — не более 0,25 мм. При больших зазорах соответствующие коренные подшипники разбирают для замены вкладышей. Проверяют провиса­ние нижнего коленчатого вала. Для коренных шеек с 1-й по 7-ю оно не должно превышать 0,05 мм, а для 8— 10-й не должно отличаться более чем на 0,05 мм от значения, указанного в формуляре дизеля при последнем теку­щем ремонте ТР-3, заводском ремонте или последней переукладке вала. При несоответствии провисания требованиям вынимают рабочие вкладыши соот­ветствующих коренных подшипников и измеряют их толщину, а также прове­ряют соосность валов якоря тягового генератора и дизеля. Соосность валов дизеля и якоря тягового генератора проверяют через один ТР-1 и при нор­мальном провисании нижнего колен­чатого вала. Проверку выполняют с помощью индикаторного приспособле­ния, ножку которого упирают в ведо­мый диск муфты. При повороте колен­чатого вала через каждые 90° кон­тролируют толщину пакета муфты. Отклонение по индикатору не должно превышать 0,15 мм на полный поворот коленчатого вала.

При текущем ремонте ТР-2 выпол­няют работы, предусмотренные для ТР-1, и, кроме того, делают следующее. Щупом измеряют суммарные зазоры "на масло" и определяют их разность в коренных подшипниках верхнего и нижнего коленчатых валов, кроме 8— 10-го подшипников нижнего вала. Раз­ность зазоров между рабочими вклады­шами и шейками у всех опор верхнего коленчатого вала не должна превы­шать 0,1 мм, а у нижнего коленчатого вала должна быть не больше допускае­мого зазора "на масло".

Разбирают шатунные подшипники коленчатых валов и проверяют их состояние. Разбирают коренные подшип­ники верхнего коленчатого вала для ос­мотра и определения ступенчатости, под которой понимают наибольшую разность между толщиной вкладышей одной градации в средней их части (по­дробно изложено ниже при рассмот­рении работ при ТР-3). У рабочих (крышечных) вкладышей ступенчатость должна быть не более 0,05 мм по несмежным и 0,03 мм по смежным опорам.

Демонтируют верхний коленчатый вал. Измеряют износ нерабочего вкладыша 12-го коренного подшипник этого вала. При износе более 0,05 мм вкладыш заменяют.

Вынимают все рабочие вкладыши нижнего коленчатого вала, если у разобранных 4, 8, 10 и 12-го коренных подшипников износ рабочих вкладышей превышает 0,06 мм или ступенчатость составляет более 0,05 мм. Нерабочие (блочные) вкладыши вынимают в слу­чае необходимости. Проверяют приле­гание (отсутствие провисания) корен­ных шеек нижнего коленчатого вала дизеля к рабочим вкладышам, кроме 8—10-го подшипников.

При текущем ремонте ТР-3 разбор­ке деталей коренных подшипников предшествует проверка зазоров. Для этого снимают люки кузова тепловоза. Демонтируют верхнюю крышку блока, крышку отсека управления так, чтобы не допустить повреждения прокладок и крышки смотровых люков нижнего ко­ленчатого вала. Снимают трубки под­вода масла к коренным подшипникам верхнего коленчатого вала и их уплотнительные кольца. Отверстия масляно­го коллектора закрывают заглушками, поставив их на шпильки крепления тру­бок.

Проверяют осевой разбег коленча­того вала в упорном подшипнике путем измерения или определения при помо­щи щупа зазора между буртом подшип­ника и щекой вала. Перед измерением осевого разбега вала проверяют зазор между буртами вкладыша и крышкой или постелью блока (на обе стороны), который должен быть 0,078—0,120 мм. Для измерения осевого разбега вала его сдвигают в сторону генератора, прикрепляют специальное приспособление к картеру или блоку, а в щеку вала упирают стержень индикатора. Отклонение стрелки индикатора при сдвиге вала в противоположную сторону по­дзывает величину осевого разбега вала, который должен быть 0,1 0,50 мм.

При помощи щупа измеряют чину суммарных зазоров "на масло'' коренных подшипников верхнего инижнего коленчатых валов и разность этих зазоров отдельно для каждого вала. Зазор замеряют с двух сторон подшипников в точках, расположенных в вертикальной плоскости, проходящей через ось коленчатого вала. Зазор "в усах" замеряется на расстоянии 12 мм вверх и вниз от горизонталь­ной плоскости, проходящей через ось коленчатого вала (плоскости разъема).

Для измерения суммарного зазора "на масло" в коренном подшипнике ша­тунную шейку коленчатого вала уста­навливают сначала в нижнюю (внеш­нюю), а затем в верхнюю (внутреннюю) мертвые точки. Поворот коленчатого вала производят при помощи специаль­ного электропривода к валоповоротному механизму дизеля. Под суммарным зазором "на масло" понимается сумма двух зазоров — между шейкой вала и блочным вкладышем (зазор А) и между шейкой и крышечным вкладышем (Б). Указанные зазоры измеряют с двух сто­рон — со стороны генератора и со сто­роны отсека управления, при этом за фактический зазор А и Б принимают среднее арифметическое результатов произведенных замеров. Например, если зазор между шейкой вала и нера­бочим (блочным) вкладышем 9-й опоры нижнего коленчатого вала со стороны генератора равен 0,16 мм, а со стороны отсека управления — 0,20 мм, то зазор А составляет (0,16 + 0,20)/2 = =0,18 мм. Зазор между шейкой вала и рабочим (крышечным) вкладышем со стороны генератора равен 0,08 мм, а со стороны отсека управления — 0,06 мм. Значит зазор Б составляет 0,07 мм. Тогда суммарный зазор "на масло" в подшипнике 9-й опоры нижнего вала (А + Б) равен 0,18 + 0,07 = 0,25 мм. Разность суммарных зазоров "на масло" у подшипников всех опор от­дельно верхнего и нижнего коленчатых валов не должна превышать 0,10 мм. Щупом замеряют зазор "в усах", который должен быть 0,12—0,25 мм.

"Провисание вала" проверяют путем измерения щупом зазора между шейками нижнего коленчатого вала и рабочими вкладышами у 1—7-й опор. Измерение производят в вертикальной плоскости, при этом шатунная шейка должна находиться в положении, соответствующем внутренней мертвой точке. Зазор между рабочим (крышеч­ным) вкладышем и шейкой коленчато­го вала допускается не более 0,05 мм. Для 8—10-й опор нижнего коленчатого вала этот зазор лимитируется суммар­ным зазором "на масло"; кроме того, необходимо, чтобы между нерабочими (блочными) вкладышами и коренными шейками нижнего вала этих опор зазор составлял не менее 0,03 мм.

Разборка коренных под­шипников верхнего колен­чатого вала . После снятия кры­шек люков и трубок производят допол­нительную разборку карданного вала привода редуктора охлаждения тягово­го генератора и демонтаж торсионного вала. Затем при помощи специального электропривода валоповоротного ме­ханизма поворачивают валы дизеля так, чтобы 2-я и 9-я шатунные шейки верхнего коленчатого вала оказались и верхнем положении. На торцах спарен­ных шестерен краской наносят метки их взаимного расположения для сохра­нения установленной регулировки ди­зеля. Эти метки ставятся: на шестерне коленчатого вала и спаренных с ней двух промежуточных шестернях приво­да распределительных валов топливных насосов с одновременной надпи­сью буквы В (вал); на спаренных шес­тернях кулачковых распределительных валов топливных насосов и промежу­точных шестернях с надписью буквы П (привод); на спаренных шестернях верхнего коленчатого вала и верхнего вала вертикальной передачи; на спа­ренных шестернях нижнего коленчато­го вала и нижнего вала вертикальной передачи.

Предварительно отвернув гайки, снимают крышку упорного подшипни­ка вместе с вкладышем. Выпрессовку вкладыша из постели блока производят с помощью специального приспособле­ния (рис. 3), изготовленного из брон­зы и устанавливаемого в сверление ко­ленчатого вала так, чтобы головка при­способления не касалась поверхности постели вкладыша в блоке цилиндров. Поворачивая коленчатый вал при помощи валоповоротного механизма, вы­водят вкладыш из постели.

Рис. 3. Приспособление для выпрессовки опорного (а) и упорного (б) блочных вклады­шей: 1— вал; 2— приспособление

Затем снимают крышки опорных подшипников вместе с вкладышами. Для отворачивания гаек крепления крышек подшипников используют пневмогайковерт или специальные ключи с двенадцатигранным зевом (рис.

4) Крепежные детали подшип­ников (болт—гайка, шпилька—гайка) спарены и имеют метки окончательной затяжки в виде рисок или кернов. Чтобы не перепутать детали этих пар, снятые болты или шпильки хра­нят вместе с навернутыми на них гай­ками.

Для снятия крышек шатунов верх­него коленчатого вала укрепляют на шатуне трос подъемного приспособле­ния, отворачивают гайки и вынимают шатунные болты, снимают крышку подшипника с вкладышем и опускают поршень с шатуном в цилиндр. Для того чтобы поршень с шатуном не могли упасть в цилиндр, их выставля­ют на опорном стержне.

После этого коленчатый вал поворачивают так, чтобы его 2-я и 9-я шатунные шейки оказались в верхнем положении, и, зачалив вал за эти шейки снимают его с дизеля и укладывают на стеллаж. Для предохранения от повреждения и загрязнения предваритель­но каждую шейку вала закрывают бре­зентовым чехлом. Вкладыши опорных подшипников вынимают из постелей блока и укладывают на стеллаж. Все детали коренных подшипников, снятые с дизеля, промывают в ванне с кероси­ном и продувают сжатым воздухом. Измеряют толщину всех вкладышей с точностью до 0,01 мм и записывают в карту измерений. Измерение толщины вкладышей производят микрометром со сферической пяткой в средней части с двух сторон по одной образующей на расстоянии 20 мм от боковых поверх­ностей, а для упорных подшипников — на расстоянии 30 мм от торцов.

Аналогично производят разборку и обмер подшипников нижнего коленча­того вала.

Рис. 4. Ключи для разборки и сборки коренных подшипников:

1 — ключ для силовой затяжки гаек коренных подшипников верхнего коленчатого вала; 2 — ключ для предварительного заворачивания гаек коренных подшипников; 3 — ключ для силовой затяжки гаек коренных подшипников нижнего коленчатого вала; 4 — труба

Демонтированные болты, гайки и шпильки подвергают тщательному осмотру. При наличии сорванной резьбы, крупных забоин на ней, волосовин или плен болты и шпильки заменяют ком­плектно вместе с гайками. Болты креп­ления крышек подшипников нижнего коленчатого вала проверяют магнит­ным дефектоскопом и в случае обнару­жения трещин заменяют вместе с гайками. Смятую опорную поверхность гайки зачищают шабером и проверяют ее прилегание к крышке по краске. При затяжке болтов или шпилек допускают­ся не более двух разрывов отпечатка по окружности длиной не более 3 мм каж­дый. В случае зачистки опорных по­верхностей гаек, болтов или крышек подшипников метки окончательной за­тяжки ставят заново.

Демонтированные или новые вкла­дыши коренных подшипников опускают на 3—5 мин в масло, нагретое до температуры 50—80 °С, затем протира­ют насухо чистой безворсовой салфет­кой и покрывают меловым раствором. После высыхания раствора вкладыш обстукивают деревянным молотком по тыльной части. Дребезжащий звук ука­зывает на отставание баббита, а потем­нение мела из-за выступившего мас­ла — на наличие трещин.

Вкладыши подлежат замене при: наличии трещин в бронзе независимо от места расположения; отслаивании баббитовой заливки, коррозии рабочей части, независимо от величины участ­ка, коррозии нерабочей части, затро­нувшей более 20 % ее поверхности, выкрашивании более 5 % баббитовой заливки; наличии круговых задиров на поверхности баббитовой заливки глу­биной более 0,5 мм и шириной более 3 мм; повышенном зазоре "на масло". Вкладыши, не имеющие вышеуказанных дефектов, обмеряют при помощи микрометра.

Натяг вкладышей подшипников коленчатого вала проверяют по возвышению над постелью. О потере вкладышем натяга можно судить по внешним признакам. К числу таких признаков относят гладкую без следов механичес­кой обработки поверхность торцов в плоскости разъема, наличие у кромок торцов мелких острых заусенцев, а также искажение формы отверстий под штифт.