Коленчатый вал
Вал двигателя внутреннего сгорания совсем не похож на обычный вал. Несколько коленообразных кривошипов, расположенных по всей длине вала , придают ему на первый взгляд странную, непонятную форму.
Однако, рассматривая вал более внимательно, мы увидим, что форма его имеет определенный смысл и обусловлена особенностями устройства и работы дизеля. Кривошипы называют коленами, а сам вал — коленчатым. Шестицилиндровые дизели типа Д50 имеют один коленчатый вал с шестью коленами, десятицилиндровые дизели 10Д100, 2Д100 — два десятиколенных вала, а V-образные шестнадцатицилиндровые дизели 11Д45, 5Д49, 2Д70 и др. - один вал с восемью коленами.
Так выглядит заготовка коленчатого вала:
Коленчатый вал, как вращающаяся деталь, опирается на подшипники; в тепловозных дизелях преимущественно применяются подшипники скольжения. Имеются дизели, у которых коленчатый вал опирается на роликовые подшипники (рис 54). Роликовый или шариковый подшипник состоит из двух колец—внутреннего и наружного, между которыми помещены ролики или шарики. При этом внутреннее кольцо укрепляется на шейке вала. Если вал прямолинеен, не имеет колен, то насадить кольцо на шейку вала можно с торца. У коленчатого же вала в разные стороны выступают колена, которые мешают насадке колец.
Изготовление коленчатых валов литьем позволяет с наименьшими затратами получить наиболее приемлемую форму щек кривошипов и более рациональное распределение металла за счет выполнения коренных и шатунных шеек пустотелыми, что уменьшает массу валов при сохранении относительно высокой прочности. Для повышения прочности вала на изгиб галтели шеек вала специально упрочняют накаткой роликами. Шейки коленчатого вала дизелей типа
Коленчатые валы дизелей 10Д100 (нижний и верхний) по конструкции и размерам шеек одинаковы. Отличаются они концевыми частями. Валы имеют по двенадцать коренных и десять шатунных шеек, кривошипы которых смещены каждый друг относительно друга на 36° в соответствии с порядком работы цилиндров, что обеспечивает равномерную работу коленчатых валов. Поверхности трения шатунных шеек валов соединены с поверхностями смежных коренных шеек двумя косыми каналами, по которым масло поступает к шатунным подшипникам в двух противоположных точках, обеспечивая надежность смазывания бесканавочных вкладышей, а также охлаждение поршней. Одиннадцатая шатунная шейка служит для установки опорно- упорного подшипника. Упором для подшипника является фланец, на обоих валах, служащий одновременно для крепления конической шестерни вертикальной передачи. К фланцу верхнего вала на болтах укрепляется ведущий фланец со шлицами для привода торсионного вала редуктора
Д49 азотируют для повышения износостойкости.
Дефектация деталей дизелей при ремонте
Дефектация деталей является ответственным этапом технологического процесса ремонта двигателей внутреннего сгорания. Задачи дефектации — проверить целостность деталей (выявить наружные и внутренние трещины и обломы и т. п.) и определить степень износа, деформации, нарушений взаимного расположения поверхностей и их частоты.
От того, как проведена дефектация, зависят качество и стоимость ремонта. При недостаточно внимательном контроле может снизиться качество дефектации, а чрезвычайно жесткий контроль может вызвать перерасход запасных деталей. При дефектации все детали можно разделить на три группы: 1) детали, имеющие допустимый износ, а также детали, прошедшие необходимые виды проверки; 2) детали, имеющие предельный износ и отклонения от геометрической формы поверхностей, но восстановление которых возможно; 3) детали, имеющие признаки окончательного брака и не пригодные к восстановлению
При дефектации деталей вначале осуществляют внешний осмотр, а затем на специальных приборах выявляют не видимые глазом дефекты, проверяют герметичность; проверяют, нет ли отклонений от первоначальной геометрической формы. Чтобы обнаружить в деталях пороки, не видимые простым глазом, на предприятиях применяют магнитную дефектоскопию, просвечивание рентгеновскими и гамма-лучами, ультразвуковой и люминесцентный контроль.
При магнитной дефектоскопии для обнаружения на поверхности стальных деталей трещин проверяемую деталь намагничивают и затем опускают в ванну с магнитной суспензией. В некоторых случаях деталь поливают суспензией. В местах, где имеются трещины, суспензия образует бугорки или полоски, указывающие место и размер дефекта, что основано на явлении рассеяния магнитных силовых линий в местах дефекта. После обнаружения дефектов деталь размагничивают. Эффективность контроля зависит от силы тока намагничивания. При малой силе тока трещины могут оказаться не выявленными, а при большой — могут быть замечены даже волокнистость структуры металла, царапины и пр. Наиболее целесообразные режимы проверки устанавливают опытным путем.
Инструменты и приборы, используемые для измерения деталей, имеют различную точность и обладают различной степенью погрешности. При дефектации годными считаются детали, у которых размеры по показаниям инструментов лежат в пределах допустимых норм и не имеют других признаков брака; ГОСТы устанавливают допустимые отклонения истинных размеров за пределы допусков на размеры в результате погрешностей измерения. Эти данные и позволяют установить область применения тех или иных измерительных инструментов. Использование некоторых инструментов связано с заполнением специальных таблиц, позволяющих получить необходимые данные косвенным путем. Определенные группы деталей двигателя (в зависимости от степени их ответственности и точности изготовления) должны обмеряться соответствующими измерительными устройствами.
На специализированных предприятиях наряду с обычным инструментом широко применяют браковочные калибры и специальные измерительные приборы. Контроль с помощью калибров высокопроизводителен. Калибры бывают необходимы при проверке размеров труднодоступных поверхностей. Для определения размеров деталей прецизионных пар топливной аппаратуры внедряется пневматический метод измерений.
Пневматические приборы (ротаметры) отличаются высокой производительностью и большей точностью по сравнению с индикаторными.
Измеряя детали, пользуются определенной методикой, учитывающей конструктивные особенности и условия работы каждой детали. Диаметр цилиндрических поверхностей трения проверяют в нескольких поясах, определяя отклонения от цилиндрической формы по длине (конусность, бочкообразность, корсетность). Измерение диаметра в нескольких взаимно перпендикулярных плоскостях позволяет определить овальность в поперечном сечении проверяемой цилиндрической детали. Записывая данные измерений в карту замеров и обрабатывая их, делают заключение о том, к какой группе по степени дефектности следует отнести данную деталь двигателя.