Служебное назначение и особенности устройства коленчатого вала КАМАЗ 740

 

 

1.Введение

Автосервис — это инфраструктура, которая обеспечивает использование, эксплуатацию, поддержание и восстановление работы автомобиля в течение всего цикла его жизни.

Решающее значение в осуществлении реформы и подъеме экономики нашей страны имеет приоритетное развитие машиностроения как основы технического прогресса.

Альтернативой расширению производства запасных частей автомобиля является вторичное использование изношенных деталей, восстанавливаемых в процессе ремонта. Известно, что «состаренная» естественным способом деталь не подвержена дальнейшим изменениям геометрических параметров, а после восстановления и механической обработки это позволяет продлить ресурс её работы по сравнению с новой в разы. Например, за рубежом давно практикуется восстановление и вторичное использование коленчатых валов двигателей магистральных тягачей. В этой связи, технологии восстановления деталей должны базироваться на таких способах восстановления, которые позволили бы не только сохранить, но и увеличить ресурс восстановленных деталей.

Восстановление автомобильных деталей стало одним из важнейших показателей хозяйственной деятельности крупных ремонтных, специализированных малых предприятий и кооперативов. Создана фактически новая отрасль производства – восстановление изношенных деталей.

 

2.Служебное назначение и особенности устройства коленчатого вала КАМАЗ 740

Коленчатый вал — деталь (или узел деталей в случае составного вала) сложной формы, имеющая шейки для крепления шатунов, от которых воспринимает усилия и преобразует их в крутящий момент. Составная часть кривошипно-шатунного механизма (КШМ) .

Коленвал Камаз 740 изготовлен из высококачественной стали марки 42ХМФА ТУ 14-1-1296-75 и имеет пять коренных и четыре шатунные шейки, закаленных ТВЧ, которые связаны между собой щеками и сопрягаются с ними переходными галтелями.

Коленвал работает в крайне неблагоприятных условиях: на него действуют ударные динамические нагрузки, силы трения, неуравновешенные моменты, крутильные колебания и вибрации, высокие температуры, статические нагрузки от сопрягаемых деталей.  Именно коленчатый вал принимает на себя все недостатки сборки двигателя. Дефекты геометрии блока или шатунов в первую очередь скажутся на ресурсе коленчатого вала. Однако, несмотря на столь высокие требования к  этой детали, качественный коленчатый вал при условии грамотной сборки двигателя обладает прекрасным ресурсом. В этом проявляется рациональность и высокий запас надежности советстких конструкций дизелей строительной и сельскохозяйственной техники.

Для равномерного чередования рабочих ходов расположение шатунных шеек коленчатого вала выполнено под углом 90°. К каждой шатунной шейке коленвала Камаз-740 присоединяются два шатуна: один для правого и один для левого рядов цилиндров.

Коленвал Камаз-740 (рис.1) 

1 - противовес коленчатого  вала передний; 2 - противовес коленчатого  вала задний; 3 - шестерня привода  масляного насоса; 4 - шестерня привода  газораспределительного механизма; 5,6- шпонка; 7 -штифт; 8- жиклер; 9 - облегчающие отверстия; 10 - отверстия подвода масла в коренных шейках 11-отверстия подвода масла к шатунным шейкам. Подвод масла к шатунным шейкам производится от отверстий в коренных шейках 10 прямыми отверстиями 11.

Для уравновешивания сил инерции и уменьшения вибраций коленчатый вал Камаз-740 имеет шесть противовесов, отштампованных заодно со щеками коленвала.

Кроме основных противовесов, имеются два дополнительных съемных противовеса 1 и 2, напрессованных на вал, при этом их угловое расположение относительно коленчатого вала определяется шпонками 5 и 6. В расточку хвостовика коленвала Камаз-740 запрессован шариковый подшипник.

 

Рис.2. Установка упорных полуколец и вкладышей подшипников коленвала Камаз-740 
1 - полукольцо упорного подшипника коленчатого вала верхнее: 2- полукольцо упорного подшипника коленчатого вала нижнее 3- вкладыш подшипника коленчатого вала верхний; 4- вкладыш подшипника коленчатого вала нижний; 5- блок цилиндров 6 - крышка подшипника коленчатого вала задняя 7 - коленчатый вал.

В полость переднего носка коленчатого вала Камаз-740 ввернут жиклер 8,через калиброванное отверстие которого осуществляется смазка шлицевого валика отбора мощности на привод гидромуфты.

От осевых перемещений коленчатый вал Камаз-740 зафиксирован двумя верхними полукольцами 1 и двумя нижними полукольцами 2 (рис. 2), установленными в проточках задней коренной опоры блока цилиндров,так,что сторона с канавками прилегает к упорным торцам вала.

На переднем и заднем носках коленвала Камаз 740 установлены шестерня 3 привода масляного насоса и ведущая шестерня 4 привода распределительного вала.

Задний торец коленчатого вала имеет восемь резьбовых отверстий для болтов крепления маховика, передний носок коленчатого вала имеет восемь отверстий для крепления гасителя крутильных колебаний.

Диаметры шеек коленвала Камаз-740 : коренных 95+0.011 мм, шатунных 80±0,0095 мм. Для восстановления двигателя Камаз-740 предусмотрены восемь ремонтных размеров вкладышей.

Вкладыши 7405.1005170 Р0, 7405.1005171 Р0, 7405.1005058 Р0 применяются при восстановлении двигателя без шлифовки коленчатого вала. При необходимости шейки коленчатого вала заполировываются.

Допуски на диаметры шеек коленчатого вала Камаз-740, отверстий в блоке цилиндров и отверстий в нижней головке шатуна при проведении ремонта двигателя должны быть такими же, как у номинальных размеров новых двигателей.

Коренные и шатунные подшипники Камаз-740 изготовлены из стальной ленты, покрытой слоем свинцовистой бронзы толщиной 0.3 мм, слоем свинцово-оловянистого сплава толщиной 0.022 мм и слоем олова толщиной 0.003 мм.

Верхние 3 (рис. 2) и нижние 4 вкладыши коренных подшипников не взаимозаменяемы. В верхнем вкладыше имеется отверстие для подвода масла и канавка для его распределения. Оба вкладыша 4 нижней головки шатуна взаимозаменяемы.

От проворачивания и бокового смещения вкладыши Камаз-740 фиксируются выступами (усами), входящими в пазы, предусмотренные в постелях блока, крышках подшипников и в постелях шатуна.

Вкладыши Камаз-740 имеют конструктивные отличия, направленные на повышение их работоспособности при форсировке двигателя турбонаддувом, при этом изменена маркировка вкладышей на 7405.1004058 (шатунные), 7405.1005170 и 7405.1005171 (коренные).

Поэтому при проведении ремонтного обслуживания не рекомендуется замена вкладышей на серийные с маркировкой 740.100.., так как при этом произойдет существенное сокращение ресурса двигателя.

Крышки коренных подшипников Камаз-740 изготовлены из высокопрочного чугуна марки ВЧ50.

Крепление крышек осуществляется с помощью вертикальных и горизонтальных стяжных болтов 3, 4, 5, которые затягиваются по определенной схеме регламентированным моментом.

 

3. Дефектовка коленчатых валов КАМАЗ 740

Рис.3. Коленчатый вал КАМАЗ 740

 

Дефектация, восстановление коленчатых валов и контроль их после восстановления осуществляются на основании технических условий. Технические условия на контроль, сортировку и восстановление коленчатого вала представлены в табл. 1, а противовесов — в табл. 2.

Таблица 1

Номер позиции на рисунке	Возможные дефекты	Способ установления дефекта и средства контроля	Размер, мм		Рекомендации по устранению дефектов
			по рабочему чертежу	допустимый без ремонта
—	Обломы и трещины	Дефектоскоп			Браковать
1	Изгиб вала	Стенд контроля прогиба	Биение средней коренной шейки не более 0,03 мм		Править при биении более 0,03 мм
2	Увеличение длины шатунных шеек	Калибр 67,5	67+0,12	67,5	Браковать при увеличении длины более 67,5 мм
3	Износ шатунных шеек dш	Скобы	—	—	Шлифовать шатунные шейки под ремонтный размер
	Уменьшение диаметров шеек меньше номинального	Скоба 79,98	30-0,013	79,98
4, (1, 5, 16, 17)	Износ коренных шеек dк	—	—	—	Шлифовать коренные шейки под ремонтный размер
	Уменьшение диаметров шеек меньше номинального	94,98	95-0,015	94,98	—
6	Износ шейки под противовес передней шестерни привода масляного насоса	Скоба 125,07	125	—	—
7	Вмятины и забоины на направляющем штифте	Осмотр	—	—	Заменить штифт
	Ослабление посадки направляющего штифта	Проверить посадку легкими ударами медного молотка	—	—	То же
	Износ отверстия под направляющий штифт	Пробка 11,99	12	11,99	Обработать под ремонтный размер
8	Износ шпоночного паза под противовес и шестерню привода масляного насоса	Калибр 6,00	6	6,0	Обработать под ремонтный размер 6
9	Нарушение взаимного углового расположения относительно 1-й шатунной шейки:	Приспособление для проверки углового расположения шатунных шеек	—	—	Браковать при угловом расположении более +25°
	2-й шатунной шейки		90° ± 10°	—	—
	3-й шатунной шейки		180° ± 10°	—	—
10	Изменение радиуса кривошипа г	Приспособление для замера радиуса	60^+0,05	—	Браковать при радиусе меньше 60,2 мм
11	Риски, задиры или износ шейки под манжету	Скоба 104,7	105^-0,14	125,07	Шлифовать до устранения рисок и задиров
			—	104,70
12	Износ шпоночного паза под противовес задний и шестерню распределительную	Калибр 8,00	8	8,00	Обработать под ремонтный размер 8,5
13	Износ отверстия под подшипник первичного вала коробки передач	Пробка 52,01	52	52,01	Поставить втулку
14	Биение заднего торца коленчатого вала	Индикаторное приспособление	—	—	Шлифовать поверхность шейки 15 до устранения биения
15	Увеличение длины задней коренной шейки, риски и задиры на упорной поверхности	Калибр 36,55	36,2^+0,05	36,55	Отработать до выведения следов износа; при сборке ставить упорные кольца ремонтного размера

Рис.4. Противовес коленчатого вала КАМАЗ 740

Таблица 2

Номер позиции на рисунке	Возможные дефекты	Способ установления дефекта и средства контроля	Размер, мм		Рекомендации по устранению дефектов
			по рабочему чертежу	допустимый без ремонта
—	Обломы или трещины	Магнитный дефектоскоп, осмотр	—	—	Браковать
1	Износ отверстия под шейку коленчатого вала	Пробка 125,03	125^0,01	125,03	Осталивание
2	Износ шпоночного паза b	Калибр 6,0	6	6,10	Заварить электродуговым способом; фрезеровать шпоночный паз

 

4.Технологический процесс ремонта и установки коленвала КАМАЗ 740

Установка коленчатых валов

1.    Перед установкой коленчатого вала поз.1 крышки коренных подшипников поз.2 (Рис.5) должны быть демонтированы из блока цилиндров. Сначала отпускаются стяжные болты поз.4 и 5, а затем в два приема болты крепления крышек поз.3.

2.     Подобрать вкладыши коренных подшипников согласно табл. 3, исходя из диаметров коренных шеек вала и диаметра расточки под вкладыши в блоке цилиндров.

3.     Подобрать упорные полукольца согласно табл. 4, исходя из ширины пятой коренной шейки коленчатого вала и ширины 5-й коренной опоры блока цилиндров.

4. Проверить вкладыши, постели блока, установить последовательно верхние вкладыши коренных подшипников в постели блока цилиндров и нижние вкладыши коренных подшипников в крышки. При установке вкладышей необходимо совместить выступы вкладышей с пазами в постелях блока и крышках соответственно.

5. Смазать вкладыши коренных  подшипников моторным маслом согласно химмотологической карты на двигатель.

6. Установить коленчатый  вал на двигатель.

7. Установить нижние и  верхние полукольца упорного  подшипника коленчатого вала  в выточках на пятой опоре, таким образом, чтобы сторона с канавками прилегала к упорным торцам вала. После установки необходимо проверить наличие осевого зазора в упорном подшипнике.

8. Тщательно очистить  и смазать моторным маслом  резьбу в отверстиях блока  и на болтах, избыток масла удалить.

9. Плотно и без перекосов  установить крышки коренных опор  по посадочным поверхностям. При установке крышек поз. 2 (рис.5) соблюдать совпадение порядкового номера крышки (выбитым на нижней поверхности) с порядковым номером опор блока. Нумерация опор на блоке начинается от переднего торца блока (со стороны вентилятора).

10. Затянуть болты в  следующей последовательности:

-          вставить в отверстия крышек коренных опор болты поз.3 с шайбами и завернуть на 1...2 оборота;

-         затянуть в два приема болты крепления крышек поз.3 с опережением затяжки правого ряда не менее 1 с. Предварительно - крутящим моментом 95...120 Н*м (9,6 ...12 кгс*м), окончательно - крутящим моментом 275...295 Н*м (28...30 кгс*м)10;

-          ввернуть и затянуть стяжные болты поз.4 и 5 крутящим моментом 147...167 Н*м (15...17 кгс*м)  (Для болтов 7482.1005158 /159 с диаметром резьбы М16. Стяжные болты 740.1005158 /159 (М12) в блоках старой конструкции затягивать крутящим моментом 8,2_9,2 кгс*м. В 2013г планируется внедрение стяжных болтов 740.60-1005158 / 159 с диаметром резьбы М14 момент затяжки которых составляет 15...17 кгс*м.);

-          при затяжке болтов сопротивление должно нарастать плавно без рывков;

-         затяжку болтов поз.3 контролировать замером моментов при заворачивании частично отвернутых болтов до положения, в котором они находились до контроля. При этом момент должен находиться в пределах 270...280 Н* м

11.Измерить осевой зазор  коленчатого вала. Допустимое значение (0,1…0,2) мм. При необходимости осевой зазор отрегулировать установкой полуколец упорного подшипника другой толщины.

12.По окончании затяжки  болтов поз.3, 4 и 5 момент сопротивления  провороту коленчатого вала не  должен превышать 10 Н*м (1,0 кгс*м). 

 

Рис.5. Установка крышек коренных опор

1.Блок цилиндров.2.Крышка  коренной опоры.3.Болт крепления  коренной опоры.4.Стяжной болт (правый).5.Стяжной  болт (левый).6.Шайба.

Таблица3 обозначений вкладышей ремонтных размеров
Диаметр (мм)		Обозначение комплекта
вала	отверстия	ООО "ДЗВ"	ОАО "ЗПС"
94,95	100,0	7405.1000102Р0	-
94,75	100,0	-	ТА.7405.1000102Р01
94,50	100,0	7405.1000102Р1	ТА.7405.1000102Р1
94,25	100,0	-	ТА.7405.1000102Р02
94,00	100,0	7405.1000102Р2	ТА.7405.1000102Р2
93,75	100,0	-	ТА.7405.1000102Р06
93,50	100,0	7405.1000102Р6	ТА.7405.1000102Р6
93,25	100,0	-	ТА.7405.1000102Р07
93,00	100,0	7405.1000102Р7	ТА.7405.1000102Р7
95,00	100,5	7405.1000102Р3	ТА.7405.1000102Р3
94,75	100,5	-	ТА.7405.1000102Р04
94,50	100,5	7405.1000102Р4	ТА.7405.1000102Р4
94,25	100,5	-	ТА.7405.1000102Р05
94,00	100,5	7405.1000102Р5	ТА.7405.1000102Р5
93,75	100,5	-	ТА.7405.1000102Р08