Ремонт коленчатого вала

Коленчатый вал ( см. рис. 37 ) является одной из наиболее ответственных и нагруженных деталей дизеля. Материал коленчатого вала — сталь 18XHBA. В процессе ремонта коленчатого вала устраняют следующие неисправности: прогиб, надиры и износ шеек, износ поверхностей хвостовика вала, повреждение резьбы в носке вала.

Для устранения указанных неисправностей принята следующая схема технологического процесса ремонта коленчатого вала :

1. нарезка резьбы в носке вала под ремонтный размер;
2. выпрессовки дефектного хвостовика, притирка отверстия вала, запрессовка нового хвостовика;
3. правка коленчатого вала под прессом и методом наклепа щек;
4. шлифование шейки под упорный подшипник, предварительное шлифование, хромирование и окончательное шлифование шеек носка;
5. шлифование коренных шеек и шеек хвостовика под ремонтные размеры;
6. шлифование шатунных шеек;
7. замена масляных трубок в шейках вала;
8. полирование вала;
9. окончательный контроль;
10. притирка маслоотбойного кольца;
11. промывка и консервация.

Изношенную резьбу 2M72х3Е в носке вала вновь нарезают на ремонтный размер CП2M73х3Е. Для выполнения этой операции вал устанавливают на токарном станке в кулачках и люнете. Новую резьбу проверяют специальным калибром.

Хвостовик из коленчатого вала выпрессовывают в случае предельного износа шейки (нет припуска для шлифования шейки под ремонтный размер) и при ширине шлицев ниже минимально допустимого размера 5,75 мм. Для выпрессовки хвостовика коленчатого вала применяют специальный горизонтальный гидравлический пресс, развивающий усилие до 40 т.

Перед шлифованием шеек коленчатый вал подвергают правке.

Для шлифования носка вал устанавливают в центры шлифовального станка; под пятую коренную шейку подводят люнет. Поверхность под упорный подшипник шлифуют под номинальный диаметр 100 -0,12 -0,35 или под хромирование до диаметра нe менее 99,3 мм.

При шлифовании применяют корундовый круг на керамической связке твердостью C 1 -СM 2 , зернистостью 46—70.

При необходимости допускается шлифование буртика до размера по ширине мм. При шлифовании шейки носка вала должен быть выдержан радиус галтели 2-0,5 мм.

Изношенные девятую и десятую шейки носка шлифуют под хромирование до диаметров не менее 94,60 и 84,60 мм. Обработанные шейки хромируют до диаметров 95,1 +0,05 мм и 85,1 +0,05 мм; шейку упорного подшипника наращивают до диаметра 100-0,05 мм. После наращивания блестящим слоем хрома шейки вала шлифуют под номинальные размеры:

• 9-я шейка до диаметра 95 -0,04 -0,075 наружная поверхность шлицев — до диаметра 95-0,23-0,46 мм;
• 10-я шейка — до диаметра 85±0,03 мм и шейка под упорный подшипник — до диаметра 100 -0,12 -0,35 мм.

Для шлифования хромированных шеек используют электрокорундовые круги на керамической связке зернистостью 46—80, твердостью C 1 —СТ 1 .

Коренные и шатунные шейки вала шлифуют для того, чтобы устранить овальность, конусность, риски и исправить галтели. Шлифование шеек также необходимо для валов, подвергавшихся правке или перепрессовке хвостовика.

Для установки вала на круглошлифовальный станок используют задний плавающий центр. Передний центр также должен быть плавающим при повреждении центровой фаски в носке или при большом биении шеек вала.

Передний центр ( рис. 111, а ) ввертывают в носок коленчатого вала. Центр состоит из корпуса 5, собственно центра 2 и поводка 4. Болты 1 служат для установки центра относительно шейки переднего конца вала. Задний центр ( рис. 111, б ) надевают на хвостовик вала и закрепляют стопором 5. Положение центра 7 в корпусе 6 регулируют и закрепляют четырьмя болтами 8. Вал нa станке устанавливают так, чтобы биение носка и хвостовика было не более 0,05 ммч всех остальных шеек — менее 0,2 мм.

Чтобы избежать прогиб вала при шлифовании, ко 2-й, 5-й и 8-й коренным шейкам подводят кулачки люнетов. Рекомендуется применять двухкулачковые люнеты ( рис. 111, в ) с деревянными колодками. Нижняя колодка укреплена на коромысле, управляемом наклонным отжимным болтом. Боковая колодка установлена на ползуне, передвигаемом горизонтальным винтом.

Шейки шлифуют до устранения овальности и повреждений на цилиндрической поверхности и галтелях. После шлифования диаметры всех коренных шеек должны быть не менее 93 мм. Если размеры шеек близки друг к другу, то их шлифуют до одного диаметра. При шлифовании шеек желательно снимать слой металла не более 0,03—0,45 мм на сторону. Предельный ремонтный размер ширины шеек равен 56,4 мм. После шлифования поверхность шеек и галтелей должна быть гладкая, без рисок.

Рис. 111. Приспособления для крепления коленчатого вала нa станке: а — передний плавающий центр; б — задний плавающий центр; в — люнет; 1 — болт; 2 — центр; 3 — корпус переднего центра; 4 — поводок; 5 — стопор; 6 — корпус заднего центра; 7 — центр; 8 — фиксирующие болты; 9 и 11 — колодки; 10 — коромысло; 12 — ось; 13 — направляющий винт; 14 — ползун; 16 — сварной корпус; 16 — винт ползуна; 17 — болт коромысла; 18 — упорная планка.

Овальность и конусность шеек допускается не более 0,03 мм. Корсетность и бочкообразность не допускаются.

Необходимо обращать внимание на правильное выполнение галтелей, т. е. на величину радиусов и плавность перехода от большего радиуса к меньшему и от меньшего радиуса к шейке вала. Галтели вала контролируют по предельным шаблонам.

Для валов различных выпусков, отличающихся по радиусам галтелей, применяют различные шаблоны, на которых указан номер чертежа вала и величина радиуса. Перед снятием вала со станка затупляют острую кромку на торце первой коренной шейки.

Для проверки радиуса галтелей шлифовального круга шлифуют пробную пластину и проверяют ее по радиусному шаблону. При необходимости правят шлифовальный круг.

При надобности также шлифуют шейку хвостовика диаметром 39,8-0,017 мм под втулку ремонтного размера.

Для шлифования шатунных шеек вал устанавливают 9-й и 1-й коренными шейками на призмы кронштейнов центросместителей, носком к передней бабке. Под первую коренную шейку подкладывают ленточную прокладку толщиной, равной полуразности диаметров 9-й и 1-й коренных шеек. Вал располагают так, чтобы ось 1-й и 6-й шатунных шеек была совмещена с осью центров станка. Закрепив вал за смещенные коренные шейки, выверяют по индикатору биение 1-й и 6-й шатунных шеек, которое должно быть не более 0,2 мм.

Опорные призмы центросместителя станка установлены так, чтобы расстояние по вертикали между осями центров станка и контрольной оправки диаметром 95 -0,07 -0,10 мм было равно радиусу кривошипа шатунных шеек 90 +0,10 -0,15 мм.

После выверки и закрепления вала на станке устанавливают люнет под первую шатунную шейку, которую шлифуют до получения правильной цилиндрической формы. Диаметр шейки после устранения дефектов на цилиндрической поверхности и галтелях должен быть не менее 83 мм. Предельный ремонтный размер ширины этих шеек равен 70,5 мм. В остальном при шлифовании шатунных шеек выполняют те же требования, что и при обработке коренных шеек.

Затем шлифуют и 6-ю шатунную шейку, переставив под нее люнет.

Для шлифования остальных шеек ослабляют крепление вала в смещенных центрах, повертывают его на 120° так, чтобы против центров станка расположилась следующая пара шатунных шеек, и тщательно проверяют по индикатору точность установки вала. Люнет переставляют под каждую шлифуемую шейку.

Закончив шлифование шеек, коленчатый вал проверяют на отсутствие трещин на магнитном дефектоскопе.

Слесарная обработка вала производится на подставке — пирамиде. Сначала выпрессовывают поврежденные (помятость и качка) маслопроводящие трубки в шейках; зачищают отверстия, устанавливают новые трубки и развальцовывают их наружные кромки. Конец трубки должен утопать в отверстии шейки в пределах 0,5—1,0 мм.

В заключение зенкуют и притирают забитые фаски под заглушки отверстий в шейках вала.

В зависимости от длины шеек используют оправки трех размеров для обработки фасок; одна из них представлена на рис. 112 .

Рис.112. Приспособление для обработки фасок под заглушки отверстий шеек вала.

На конце оправки 3 расположена зенковка 2. Винт 1, входящий в радиусный вырез оправки, служит поводком зенковки. Продольный вырез на оправке обеспечивает снятие зенковки без вывертывания винта. Оправка центрируется направляющей втулкой 4. Внутренний выступ шайбы 5 входит в продольный паз на оправке. При подтягивании гайки 6, упирающейся в шайбу 5, оправка смещается вдоль оси, а зенковка 2 углубляется в материал вала. Оправку вращают трещоточным ключом.

Для полирования шеек вал устанавливают на токарный станок хвостовиком в патрон и пробкой носка на задний центр. С помощью войлочного круга диаметром 500 мм с настой ГОИ полируют наружные поверхности щек вала. Приспособление имеет отдельный электродвигатель, установленный на суппорте станка; шпиндель круга приводится ременной передачей.

Коренные и шатунные шейки полируют шкуркой в специальных деревянных зажимах. Поверхности шеек и галтелей полируют до устранения следов шлифования, последовательно применяя электро-корундовые шкурки на бязевой основе зернистостью 100, 150, 240 и 320. Боковые поверхности щек полируют шкуркой зернистостью 80-120.

После полирования проверяют чистоту поверхности шеек, их диаметр, а также конусность и овальность.

Отремонтированный коленчатый вал подвергают полному контролю на специальном стенде ( рис. 113 ). При этом проверяют отклонение радиуса кривошипа шатунных шеек, отклонение углового положения кривошипов (120°±30′), параллельность шатунных и коренных шеек, биение коренных шеек, шеек переднего конца и хвостовика вала, размеры шеек, упорного буртика и шлицев.

Для проверки коленчатый вал укладывают на призмы 1 и 8 плиты 9 стенда. Призму движка центроискателя 2 направляют на 7-ю коренную шейку. При этом несколько приподнимается движок центроискателя и на некоторую величину отклоняется стрелка индикатора. Совместив нулевое деление шкалы индикатора со стрелкой, центроискатель направляют на 2-ю коренную шейку. Если стрелка индикатора отклонится, то нужно регулировать высоту призмы 1, добиваясь совмещения стрелки индикатора с нулевым делением шкалы.

Рис. 113. Стенд для контроля коленчатых валов.

Чтобы определить величину отклонения радиуса кривошипа от номинального размера (90 мм), шатунную шейку вала сначала устанавливают в верхнее положение. С этой целью к поверхности шейки приставляют верхнюю площадку А движка центроискателя 2, а стрелку индикатора совмещают с нулевым делением шкалы. Затем вал поворачивают на 180°, подводят к шейке нижнюю площадку Б движка центроискателя 2 и пo величине отклонения стрелки индикатора находят нижнее положение шейки вала. При этом показание стрелки индикатора будет равно двойной величине отклонения радиуса кривошипа от номинального размера, так как расстояние между нижней и верхней площадками движка равно удвоенному номинальному радиусу кривошипа.

Отклонение углового положения кривошипа определяют следующим образом. Первую шатунную шейку вала устанавливают в горизонтальное положение, пользуясь призмой центроискателя 2.

Шлицевую втулку 4 звездочки надевают на передний конец вала так, чтобы один из радиальных выступов занял горизонтальное положение. Втулку закрепляют фиксатором, конец которого входит в шлицевой паз вала.

В отверстии каждого выступа звездочки вставлены ролики 5. Под ролик подводят стойку 7 и регулируют винт 6 стойки так, чтобы его головка коснулась ролика. После этого нулевое деление шкалы индикатора совмещают со стрелкой; призму движка центроискателя и стойку 7 со стрелкой отводят в сторону и поворачивают коленчатый вал примерно на 120°. Вновь придвинув стойку 7, повертывают коленчатый вал до соприкосновения следующего ролика с головкой того же винта 6 стойки 7.

Затем призму движка центроискателя вводят в контакт, с шейкой, которая в данный момент заняла горизонтальное положение, и по отклонению стрелки индикатора от нулевого деления шкалы определяют отклонение кривошипа от нормального положения.

Показание стрелки индикатора будет равно величине смещения шатунной шейки относительно ее правильного положения, выраженной в миллиметрах длины дуги, описанной радиусом кривошипа.

При радиусе кривошипа R = 90 мм отклонение на 1° соответствует длине дуги 1,58 мм. Следовательно, при допустимом угловом отклонении кривошипа (±30′) величина перемещения стрелки индикатора должна быть не более ± 0,79 мм.

Стойка 3 с индикатором служит для проверки параллельности шеек относительно оси вала.

При ослаблении посадки и повреждении масляных трубок в шейках вала трубки заменяют новыми. Конец новой трубки должен утопать на 0,5—1,0 мм от поверхности шейки и выходить в полость шейки на величину не более 16 мм. Наружный конец запрессованной трубки развальцовывают под углом 60°.

При окончательной проверке отремонтированного вала контролер заполняет карту измерений.

Далее производят притирку маслоотбойного кольца по галтели 9-й шейки коленчатого вала. Для притирки используют пасту с корундовым порошком M28. Качество притирки контролируют по краске, которая должна покрывать 70% поверхности галтели.

В заключение вал промывают в дизельном топливе или керосине, протирают салфеткой и смазывают маслом. Шейки вала обвертывают промасленной бумагой. Коленчатые валы, подлежащие хранению, подвергают консервации.

Технологический процесс ремонта коленчатого вала — инструкция и описание

Коленчатый вал представляет собой деталь сложной формы, имеющую несколько шеек, на которые крепятся шатуны. Коленвал получает от шатунов усилие и затем преобразовывает его в крутящий момент. Является составной частью кривошипно-шатунного механизма. Ремонт коленчатого вала заключается в перешлифовке его шеек, коренных и шатунных, под ремонтный размер.

Содержание статьи:

Устройство коленвала автомобиля, устройство коленчатого вала

Коленчатый вал состоит из следующих основных элементов:

1. Коренные шейки – опоры вала, лежащие в коренных подшипниках, расположенных в картере двигателя;
2. Шатунные шейки – опоры, с помощью которых вал соединяется с шатунами;
3. Щёки (цапфы) коленвала – соединяют коренные и шатунные шейки;
4. Выходная часть коленвала – часть коленчатого вала, на которой устанавливается шестерня или шкив отбора мощности для привода ГРМ (газораспределительного механизма) и других вспомогательных агрегатов, узлов и систем;
5. Противовесы – разгружают коренные подшипники от центробежных инерционных сил первого порядка, вызванных неуравновешенными массами кривошипа и нижней части шатуна.

Коленчатые валы бывают разборные и неразборные. В автомобилях применяются неразборные коленчатые валы.

Проверка геометрии коленчатого вала

Перед тем, как отправить коленчатый вал на шлифовку, нужно проверить геометрию вала и, уже исходя из результатов проверки, выбирать соответствующую технологию ремонта.

Перед началом проверки вал устанавливают крайними коренными шейками на призмы и с помощью индикаторной стойки измеряют биение средних шеек. Затем проверяют биение поверхностей сальников и хвостовика, с максимальной тщательностью измеряют диаметры коренных и шатунных шеек. Особое внимание обращают на износ средней и крайних коренных шеек, и на эллипсность шатунных шеек. Эллипсность замеряют в нескольких плоскостях для получения более точных измерений.

Исходя из полученных результатов, выбирают способ ремонта. Если величина биения средних коренных шеек вала относительно крайних не превышает 0,1 мм, то выл можно отшлифовать. В случае превышения этого показателя вал необходимо править.

Перед тем, как приступить к ремонту, нужно проконтролировать несколько важных моментов.

Если вал шлифовали ранее, нужно проверить соосность хвостовика и поверхностей сальников коренным шейкам и уточнить наличие вкладышей нужного ремонтного размера. Особенно необходимо такое уточнение при ремонте валов двигателей многих иномарок, так как нередки ситуации, когда вкладышей нужного ремонтного размера нет в продаже, они существуют только в каталогах.

Если вал имеет шейки, сильно перегретые после разрушения подшипников, его следует проверить магнитным дефектоскопом на отсутствие трещин. Трещины, уходящие глубоко в тело вала или явно заметные невооруженным взглядом являются основанием для его выбраковки.

Коленчатый вал также выбраковывается в случае, когда износ шеек превышает максимальный ремонтный размер. В крайнем случае, изношенные шейки вала можно попытаться восстановить методами наварки или наплавки.

Завершает подготовку к ремонту коленчатого вала операция по удалению заглушек и промывке внутренних каналов. Это процедура носит обязательный характер, так как во внутренних каналах скапливается большое количество грязи, которая способна испортить самый качественный ремонт коленчатого вала.

Шлифовка коленчатого вала

Коленчатые валы шлифуют на специализированных шлифовальных станках, имеющих приспособления, которые позволяют смещать ось коренных шеек относительно оси вращения вала в станке. Это нужно для шлифования шатунных шеек. Кроме того, результат ремонта во многом зависит от состояния шлифовального станка и точности его наладки.

До начала шлифовки необходимо провести еще одну проверку. Вал устанавливают в центрах и замеряют биение хвостовика и поверхности заднего сальника, которое не должно превышать 0,01-0,02 мм. Если биение превышает допуск, то будет невозможно шлифовать коренные шейки вала, в этом случае необходима правка центровых фасок вала. Фаски правятся несколькими способами: протачиванием, притиркой и шабрением.

Шлифовать коленчатый вал начинают с шатунных шеек. Это связано с тем, что после обработки шатунных шеек могут резко изменить значение внутренние напряжения в их поверхностном слое, что может быть причиной деформации всего вала. И если сначала были зашлифованы коренные шейки, то их ось изогнется, а шейки получат взаимное, иногда совсем не малое, биение. То есть, вся работа пойдет насмарку.

Таким деформациям особенно подвержены валы, шатунные шейки которых имеют малый диаметр и не имеющие полноценных противовесов. Такие валы стоят на некоторых двигателях Mercedes, Volvo, Chrysler, Lincoln и на многих «японцах».

Иногда перед началом шлифования шатунных шеек необходимо предварительно обработать поверхности вала, которые зажимаются кулачками. Это происходит в случаях, когда такие поверхности являются некондиционными (например, восстановлены наваркой металла). Это нужно для того, чтобы не «потерять» базу для обработки шатунных шеек.

И это опять еще далеко не все. Установив вал в патроны станка необходимо устранить дисбаланс, вызванный смещение вала. Для этого на планшайбах против патронов станка закрепляются специальные балансировочные грузы, масса и расположение которых подбирается исходя из массы самого вала и радиуса кривошипа. Затем нужно добиться совпадения оси вращения вала с осью шейки, подвергаемой обработке. А еще лучше, если получится добиться совпадения с осью «парных» шеек. Это позволит достигнуть наивысшего качества шлифовки. И лишь только после этого можно начинать шлифовать шатунные шейки вала.

Следующий этап ремонта заключается в обработке коренных шеек. Для их обработки коленчатый вал устанавливают в центрах, Задний центр при этом неподвижно фиксируется стопором, чтобы избежать проскальзывания вала в центровой фаске. Также важно, чтобы центра зажимали вал с минимальным усилием, иначе вал в станке деформируется.

Остается только проверить и отрегулировать величину биения различных поверхностей и можно начинать обработку коренных шеек.

Шатунные и коренные шейки начинают шлифовать с тех, которые имеют максимальный износ, чтобы определить в какой они выйдут ремонтный размер.

При грамотном выполнении всех операций по шлифованию коленчатого вала можно добиться того, что конусность, эллипсность и взаимное биение шеек будут иметь лучшие значения, чем у новых валов.

После обработки коленчатого вала на шлифовальном станке обязательно необходимо удалить микронеровности и сгладить острые кромки смазочных отверстий. Такая операция называется доводкой.

Осуществляют доводку двумя способами: суперфинишной обработкой и полировкой.
В первом случае достигается более высокий результат, но процесс довольно сложный, требует применения специального оборудования и применяется в основном в массовом производстве.

Процесс полировки проще и гораздо доступнее. Отшлифованные шейки вала вручную полируют сначала мелкозернистой наждачной бумагой, вставленной в специальные захваты, а затем абразивной пастой.

Конечный результат – надежная и долговечная работа коленчатого вала – во многом зависит профессионализма механика-моториста, характеристик и точности шлифовального оборудования и, конечно, от мастерства специалиста-шлифовщика.

Правка коленвала профессионально!

Править коленчатый вал следует в том случае, когда, как было написано выше, биение средних шеек коленвала превышает 0,1 мм относительно крайних.

Специалистам известно несколько способов правки коленчатого вала, но большинство из них имеют различные недостатки, которые были учтены при разработке уникального способа, получившего название «метод поэлементной холодной правки» или метод Буравцева.

Данный метод позволяет править коленчатые валы, имевшие изначальное биение шеек более 1 мм с конечным результатом всего 0,01 мм! Такой результат не давал ни один из ранее известных способов правки коленчатых валов. Более того, качественная правка способна заменить шлифовку, особенно это касается новых «заводских» коленчатых валов, которые часто имеют недопустимо большое биение (от 0,05 мм и более).

Достижение высокого качества ремонта коленчатого вала возможно только при правильном выполнении всех технологических приемов во время шлифования и доводки рабочих поверхностей шеек и гаптелей коленвала.

Специалисты Автопрайд качественно выполнят необходимые работы по ремонту, шлифовке коленчатых валов двигателей любых автомобилей иностранного производства не старше 2000 года выпуска. Капитальный ремонт двигателя требует серьезного подхода.

Добавить комментарий Отменить ответ

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.