книги / Технологии технического обслуживания и ремонта автомобилей
..pdfЛабораторная работа № 3 «ДЕФЕКТАЦИЯ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО ВАЛА»
Цели: изучение техники дефектации распределительного вала, приобретение практических навыков определения дефектов и их сочетаний, использования средств контроля и руководства по капитальному ремонту автомобилей, изучение характера работ, выполняемых дефектовщиком.
Задачи:
1.Изучить теоретический материал.
2.Изучить порядок проведения дефектации распределительного вала.
3.Провести дефектацию и сделать вывод о техническом состоянии распределительного вала.
Содержание работы:
Распределительный вал – основная деталь газораспределительного механизма (ГРМ), предназначен для синхронизации впуска или выпуска и тактов работы двигателя. Изготавливают из стали марок 40, 45, 45Л, 15Х, 15ХФ, 18ХГТ, из серого легированного чугуна (с закаленными кулачками), легированного специального чугуна (с отбеленными кулачками), нелегированного чугуна или чугуна с шаровидным графитом. Рабочие поверхности валов, изготовленных из сталей марок 40, 45, 45Л и других среднеуглеродистых сталей, подвергают поверхностной закалке. Твердость кулачков и эксцентрика после окончательной механической обработки должна быть не менее 55 HRC.
Толщина закаленного слоя рабочих поверхностей вала из среднеуглеродистых сталей после окончательной механической обработки должна быть не менее 2,0 мм. Валы, изготовленные из стали марок 15Х, 15ХФ и 18ХГТ, подвергают цементации и последующей закалке по поверхностям.
Дефекты распределительных валов можно классифицировать по следующим группам:
21
–износ до 0,05 мм;
–ухудшение поверхности шеек (задиры, риски, коррозия);
–механические повреждения (выкрашивание зубьев шестерен, отколы по торцам вершин кулачков);
–отклонения расположения, биение до 0,10 мм. Перечисленные дефекты распределительных валов устра-
няют обработкой под ремонтные размеры, слесарномеханической обработкой, пластическим деформированием, вибродуговой наплавкой, наплавкой под слоем легирующего флюса (рис. 3.1).
Рис. 3.1. Основные дефекты распределительного вала:
1 – изгиб вала; 2 – износ опорных шеек; 3 – износ кулачков; 4 – износ эксцентрика; 5 – износ шейки
под распределительную шестерню
Порядок проведения дефектации распределительного вала и вывод о его состоянии:
1.Провести внешний осмотр распределительного вала, уделяя особенное внимание критическим и важным зонам. Результаты осмотра занести в отчет.
2.Провести измерение шеек и кулачков распределительного вала. Результаты измерений занести в отчет в виде табл. 3.1–3.2.
Измерение шеек распределительного вала проводится в поясах I–I, II–II и в плоскостях А–А и Б–Б (рис. 3.2).
22
Рис. 3.2. Схема измерения шеек и кулачков распределительного вала
Допустимое значение овальности распределительного вала 0,01–0,02 мм. Если разность диаметров шейки в сечении А–А и в сечении Б–Б больше 0,02 мм, то можно говорить о наличии овальности шейки. Если разность диаметров находится в пределах от 0 до 0,02 мм, то овальность отсутствует.
Допустимое значение конусности распределительного вала 0,01–0,02 мм. Если разность диаметров шейки в поясе I–I и в поясе II–II больше 0,02 мм, то можно говорить о наличии конусности шейки. Если разность диаметров находится в пределах от 0 до 0,02 мм, то конусность отсутствует.
Значения диаметров определяются строго по приведенной схеме на рис. 3.2 с помощью поверенного микрометра.
Дополнительно измеряются цилиндрические части кулачков и их высота (см. рис. 3.2, а, б) в поясах I–I, II–II, которые отступают от торцов кулачков на 5 мм.
По результатам измерений рассчитать высоту подъема каждого клапана h = а – b и конусности кулачка (см. рис. 3.2, в).
Т а б л и ц а 3 . 1
Результаты измерений шеек вала
№ |
|
|
|
Размер, мм |
|
Конусность, |
||
Шейка вала |
DI |
Оваль- |
DII |
Оваль- |
||||
п/п |
|
|
|
ность, мм |
|
|
ность, мм |
мм |
|
DА |
DБ |
DА |
DБ |
||||
|
|
|
||||||
1 |
1-я шейка |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
2-я шейка |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
…. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
23 |
Т а б л и ц а 3 . 2
Результаты измерений кулачков вала
№ |
|
|
|
|
Размер, мм |
|
Высота подъе- |
|||
Кулачок |
|
DБ |
Конус- |
|
DА |
Конус- |
ма клапана, |
|||
п/п |
|
|
||||||||
|
1 |
|
2 |
ность, мм |
1 |
|
2 |
ность, мм |
мм |
|
|
|
|
|
|||||||
1 |
1-й кулачок |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
2-й кулачок |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
…. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Восстановление распределительного вала возможно методом шлифования опорных шеек при незначительном износе шеек, некритичных задирах и царапинах [3, 8].
Распределительный вал выбраковывается и не подлежит восстановлению и ремонту при наличии значительных повреждений, таких как крупные и глубокие царапины, превышение предельных значений конусности и овальности, значительный изгиб вала и разрушение посадочных мест под шкивы, установочные штифты и шестерни привода.
3.По результатам органолептической диагностики и проведенных измерений определить отклонение параметров от рабочей нормы.
4.По каждому параметру распределить вал в одну из трех групп: норма, допустимое отклонение, брак.
5.По совокупности сгруппированных параметров определить в целом состояние исследуемого распределительного вала: норма, допустимое отклонение, подлежит ремонту, брак.
6. Результаты проведенных замеров и выводы занести в рабочую тетрадь.
Контрольные вопросы:
1. Из каких материалов изготавливают распределительные
валы?
2.Назовите основные дефекты распределительных валов.
3.Назовите виды дефектов и способы их обнаружения.
4.При наличии каких дефектов вал бракуется?
24
5.Опишите порядок дефектации распределительного вала.
6.Какие отклонения формы определяются при измерении шеек распределительного вала, кулачков?
7.Какой измерительный инструмент используется при дефектации распределительного вала и почему?
25
Лабораторная работа № 4 «ДЕФЕКТАЦИЯ ШАТУНА ДВИГАТЕЛЯ»
Цели: изучение техники дефектации шатуна двигателя, приобретение практических навыков определения дефектов и их сочетаний, использования средств контроля и руководства по капитальному ремонту автомобилей, изучение характера работ, выполняемых дефектовщиком.
Задачи:
1.Изучить теоретический материал.
2.Изучить порядок проведения дефектации шатуна двига-
теля.
3. Провести дефектацию и сделать вывод о техническом состоянии шатуна двигателя.
Содержание работы:
Шатун служит для соединения поршня с шейкой вала и для передачи усилия от поршня к коленчатому валу. Силы давления газов и силы инерции, действующие на детали кривошип- но-шатунного механизма, сжимают, изгибают в продольном и поперечном направлениях и растягивают шатун. Ввиду этого конструкция и материал шатуна должны обеспечивать его прочность, жесткость и легкость.
Основные дефекты шатунов (рис. 4.1) следующие: изгиб и скручивание стержня, износ отверстий нижней головки шатуна, отверстия под втулку и самой втулки верхней головки шатуна, износ и смятие плоскостей разъема торцов плоскостей под болты в нижней головке шатуна. Шатуны с погнутостью и скрученностью, более допустимой по техническим условиям (Δизг = 0,020 мм на длине 100 мм), подвергаются правке на приспособлениях.
Шатуны выбраковываются при аварийных изгибах, обломах и трещинах. Шатуны двигателей выбраковывают, если сильно изношены плоскости разъема нижней головки шатуна.
26
Существуют следующие области высокой концентрации напряжений (рис. 4.2):
A.Основание (дно 120°) верхней головки.
B.Переход от стержня к верхней головке. С. Середина стержня.
D.Переход от стержня к нижней головке.
E.Скругления около крепежа шатунной крышки.
F.Верхняя часть 120° нижней головки.
G.Скругления около гайки крепления шатунной крышки.
Рис. 4.1. Основные размеры шатуна: 1 – отверстие под болт; 2 – диаметр нижней головки; 3 – диаметр отверстия под втулку в верхней головке; 4 – диаметр отверстия
во втулке верхней головки; 5 – толщина шатуна; 6 – межосевое расстояние верхней и нижней головок шатуна
27
Рис. 4.2. Области высокой концентрации напряжений в шатунах
Условия, которые вызывают отказы шатуна:
1.Внешние силы, которые сгибают или ломают шатуны.
2.Отказы подшипников, которые приводят к повреждению стержня.
3.Ошибки при ремонте (дефектовке), такие как повторное использование деталей, поврежденных ранее.
4.Люфтящие или сломанные болты крепления. Изогнутые шатуны обычно появляются вследствие удар-
ных нагрузок.
Иногда изогнутый стержень образуется без каких-либо повреждений от удара по стержню или поршню. В этом случае необходимо исследовать вероятность возникновения гидроудара. Признаками гидравлического удара будут следы высокого давления в цилиндре и ржавчина (следы коррозии).
На рис. 4.3 представлен изогнутый шатун из-за гидравлического удара. Обратите внимание, что нет никаких повреждений от воздействия внешних сил. При этом на поршне нет следов удара о клапаны или головку.
Рис. 4.3. Изгиб шатуна
28
Верхняя половина подшипника (вкладыша) выглядит нормально (рис. 4.4). Гидравлический удар обычно не вызывает разрушения вкладышей.
Общие условия, вызывающие отказы подшипников, которые также могут привести к повреждению шатуна, следующие:
1)недостаточная смазка, признаки: черные, тонкие части подшипника, голубая/черная шейка коленчатого вала цвета закалки, нарушение крепежного соединения болт–гайка в шатунной крышке;
2)другие причины, по которым подача масла была нормальной в момент аварии; признаки: подшипник может быть изношен или истерт, но не будет черным. У шатуна могут быть некоторые местные образования цветов побежалости (радужные цвета, образующиеся на гладкой поверхности металла или минерала в результате образования тонкой прозрачной поверхностной окисной пленки), но не синий/черный цвет. Стержень, крышка шатуна или болты могут иметь быстро прогрессирующие усталостные трещины, и/или гайки могут отойти из-за вибрации, вызванной потерей толщины подшипника.
Рис. 4.4. Вкладыш шатуна
29
Пример разрушения шатуна из-за недостаточной подачи масла в момент отказа приведен на рис. 4.5.
Рис. 4.5. Разрушение шатуна при недостаточной смазке
Пример фреттинг-корозии от воздействия тяжелых нагрузок, вследствие которых увеличен зазор между шатуном и шатунной крышкой, приведен на рис. 4.6.
Рис. 4.6. Фреттинг-коррозия
Отказ из-за сломанного болта. Верхний болт имеет пластичный излом, указывающий на перегрузку (рис. 4.7).
30