Правка вала методом статического изгиба. При данном методе правку проводят на гидравлических прессах путем нагружения и разгружения вала. В зависимости от прогиба и опыта правильщиков зависит число нагружений, их величина и направление. Процесс нагружения повторяют до тех пор, пока прогиб оси вала не станет меньше допустимого. Недостаток данного метода — это снижение усталостной прочности и пластичности вала, так как в зоне галтелей шатунных шеек могут развиваться старые и зарождаться новые микро- и макротрещины, а также возможен возврат прогиба.
Правка вала методом чеканки. Этот метод наиболее успешно следует применять для правки валов двигателей с рядным расположением цилиндров, имеющих аварийные прогибы до 0,75 мм (биение 1,5 мм). Снижение усталостной прочности не наблюдается, сохраняется высокая стабильность формы детали в эксплуатации.
Чеканку галтелей выполняют клепальным пневматическим молотком КМП-14М или ручным слесарным молотком массой 0,8 кг со специальными бойками, размеры которых должны соответствовать размерам галтелей. Перед чеканкой у вала определяют место и Направление наибольшего изгиба, после чего его устанавливают На призмы максимальным прогибом вниз.
Если максимальное биение находится в области третьей корец, ной шейки в плоскости кривошипа, то выполняют чеканку галтелей первой и второй шеек в зоне перекрытия коренной и шатунной шеек на дуге 40...50°. После чего проводят контроль биения вала. Если значение биения выше допустимого, то необходимо: чеканить галтели третьей и четвертой шеек; контроль биения; чеканить галтели пятой и шестой шеек. При биении коленчатого вала больше 0,8 мм чеканку проводят неоднократно в указанной последовательности.
Когда максимальный прогиб находится в плоскости, перпендикулярной кривошипам, правку вала осуществляют чеканкой двух симметрично расположенных галтелей относительно выпрямляемой шейки. Участок наклепа располагается под углом 45° к плоскости кривошипа.
Коленчатые валы шлифуют под ремонтный или номинальный размеры. Шлифование под ремонтный размер чаще всего выполняют в одну операцию. Величина износа шеек определяет ремонтный размер шеек, выбор которого проводится в соответствии с техническими условиями.
Для шлифования шеек применяют универсальные шлифовальные станки ЗА423 и ЗВ423. Сначала шлифуют коренные шейки и другие поверхности, находящиеся на одной с ними оси, а затем шатунные. Шейки вала шлифуют электрокорундовыми на керамической связке шлифовальными кругами зернистостью 16...60 мкм.
Перед шлифованием шлифовальный круг правят алмазным карандашом, закрепленным в оправке, при обильном охлаждении эмульсией. Цилиндрическую часть круга правят, перемещая алмазный карандаш в горизонтальной плоскости, а галтели — качанием оправки с карандашом в этой же плоскости. Боковые плоскости круга обрабатывают до требуемой ширины при поперечной подаче шлифовального круга. Шлифовальные круги рекомендуется править после шлифования одного-двух коленчатых валов.
Базовыми поверхностями при шлифовании коренных шеек являются центровые отверстия. Шлифование шатунных шеек проводят на другом станке, оборудованном центросместителями, обеспечивающими совпадение осей шатунных шеек с осью вращения станка.
Крайние коренные шейки коленчатого вала закрепляют в патрон центросместителя, предварительно установленного на требуемый радиус кривошипа, что обеспечивает погрешность базирования не более 0,03 мм. Затем шатунные шейки выставляются только в горизонтальной плоскости. Предварительно шлифуемую шейку выставляют призмой, окончательно — индикаторным устройством. Показание индикатора равняется половине припуска на шлифование. При окончательно отшлифованной шейке индикатор устанавливается на «ноль».
Припуск на шлифование оставляют в пределах 0,3...0,5 мм на сторону. В каждом конкретном случае режимы шлифования уточняются в зависимости от жесткости коленчатого вала.
Для предотвращения появления микротрещин при шлифовании применяют обильное охлаждение. Струя охлаждающей жидкости должна полностью покрывать рабочую поверхность шлифовального круга. В качестве охлаждающей жидкости используют эмульсию (10 г эмульсионного масла на 1 л воды).
Когда полностью использованы предусмотренные конструкторами межремонтные размеры, что соответствует максимальному накоплению усталостных напряжений, на изношенные шейки коленчатого вала наносят металлопокрытия. Усталостные напряжения возникают из-за неравномерного износа шеек, кратковременных перегрузок двигателя, неравномерной подачи топлива к цилиндрам, смещения опор блока в связи со старением металла. Предел выносливости у таких коленчатых валов снижается на 20...25% по сравнению с новыми. Зона накопления усталостных повреждений у карбюраторных двигателей находится в центральной части шеек (щеки значительно прочнее шеек) в зоне масло-проводящих отверстий, у дизельных — в зоне перехода галтели в щеки вала. Основной опасной нагрузкой для дизельных двигателей считают изгибающий момент (разрушение вала по щекам), а для карбюраторных — крутящий (разрушение вала по шейкам).
При перешлифовках валов карбюраторных двигателей удаляются поверхностные слои шеек с накопившимися усталостными повреждениями, а их наращивание приводит к разгрузке наиболее напряженных слоев металла, что способствует восстановлению их ресурса. Для коленчатых валов дизельных двигателей перешлифовкой полностью удалить напряжение и предельно разрушенные слои металлов в зоне галтелей практически невозможно, поэтому их ресурс восстановить не удается.
Более 85 % объема восстановления шеек коленчатого вала выполняются сварочно-наплавочными методами.
Изношенные поверхности под шкив и шестерни наращивают на наплавочном станке У-651У4 или на токарно-винторезном, оснащенном наплавочной головкой ОКС-6569, электродуговой наплавкой
проволоки 18ХГС или ЗОХГС диаметром 1,0... 1,5 мм в среде углекислого газа. После наплавки проверяют состояние центровых отверстий. Видимые забоины, вмятины и следы коррозии исправляют растачиванием на токарно-винторезном станке типа 1М63 или 16К20. Для этого вал зажимают в патроне за первую коренную шейку, а под крайнюю устанавливают люнет. Затем выверяют вал и добиваются, чтобы биение коренной шейки было не более 0,03 мм. Исправляют центровое отверстие протачиванием до выведения следов износа.
Для исправления второго центрового отверстия вал зажимают в патроне за поверхность под шестерню коленчатого вала, а люнет устанавливают под первую коренную шейку и поджимают вращающимся центром. Наплавленные поверхности протачивают на станке типа 1М63 с применением резцов с твердосплавными пластинами марки ТК. Шлифование обработанных поверхностей проводят на круглошлифовальных станках типа ЗБ161.
Шпоночный паз заваривают в среде углекислого газа и наплавляют всю шейку вала проволокой 08Г2С или 08ГС толщиной 0,8... 1,2 мм на полуавтомате А-547У или ЦДГ-301 для дуговой сварки. Паз заваривают на всю глубину с превышением наплавленного слоя над остальной поверхностью примерно на 1 мм. Фрезеруют шпоночные пазы на горизонтально-фрезерном станке типа 6Р82Г. Для точного размещения и обработки паза применяют специальное приспособление. Контролируют положение паза относительно диаметральной плоскости и угловое смещение относительно оси первого кривошипа.
Для упрочнения валов применяют накатывание галтелей роликами из твердосплава. Накатные устройства должны обеспечивать пневматическое, гидравлическое или пневмогидравлическое статическое (безударное) нагружение роликов и иметь автоматический регулятор давления для поддержания постоянного усилия накатывания требуемой величины. Подвод роликов, достижение требуемых усилий накатывания, а также снятие нагрузки (отвод роликов) следует осуществлять плавно при вращающемся коленчатом вале. Накатывание неподвижного вала вращающимися накатными устройствами не рекомендуется, так как это ведет к фиксации прогиба от собственного веса. Прекращение вращения вала в процессе накатывания не допускается. В процессе накатывания упрочняемая поверхность галтелей должна смазываться жидким машинным маслом (93...95%) в смеси с олеиновой кислотой (5...7%). Смазывающая жидкость не должна содержать металлических или абразивных примесей.
Частота вращения коленчатого вала должна быть в пределах 40...60 мин-1; давление роликов на галтели — 8000...8500 Н/м2; время упрочнения (обкатки) — 0,12...0,18 мин; полное упрочнение галтелей на всех шатунных шейках выполняют за 2,5... 3,0 мин.
Галтели коленчатых валов обрабатывают по схеме «на врезание» (рис. 21.2, а)\ обкатывают с помощью устройства (рис. 21.2, б), позволяющего применять деформирующие ролики минимального диаметра и снижать тем самым силу обкатывания. Деформирующие конические ролики 1 размещены в сепараторе 2 и контактируют с опорным конусом 3, смонтированным в корпусе 4. Для предотвращения одностороннего нагружения коленчатого вала служат два поддерживающих ролика 5, каждый из которых опирается на два роликоподшипника б, расположенных в нижней головке 7. Деформирующие и поддерживающие головки устанавливают в нагружающем устройстве клещевого типа, смонтированном на токарном станке, например 1К62. Сила деформирования создается гидроцилиндром, воздействующим на рычаги клещевого устройства. На упрочнение не оказывают влияние отклонения линейных размеров шеек, а рабочая и опорная части деформирующих роликов разделены, чем существенно повышается их долговечность.
Диаметр деформирующего ролика — 12 мм, угол конуса — 25°, угол опорного конуса — 46°. Радиусы закругления ролика соответствуют минимально допустимым радиусам галтелям. Для предотвращения остаточного деформирования вала обкатывание производят в три-четыре перехода (по несколько шеек в каждом переходе). Силу в каждом переходе создают таким образом, чтобы Деформация вала, образовавшаяся за предыдущий переход, компенсировалась при последующем переходе. В результате достигается соосность коренных шеек 0,01 ...0,03 мм, не требуется холодная правка вала, а их сопротивление усталости повышается на 55... 75 %.
|
