Служебное назначение и особенности устройства коленчатого вала КАМАЗ 740

Таблица 4.

Ширина 5-й опоры блока (мм)	Ширина 5-й коренной шейки (мм)
	36,2	36,5
28	740.1005184-01 740.1005183-01	740.1005184-01Р1 740.1005183-01Р1
27,4	740.1005184-01Р2 740.1005183-01Р2	740.1005184-01Р3 740.1005183-01Р3

Технологический процесс восстановления коленчатых валов включает следующие операции: мойку, разборку и дефектацию коленчатого вала; проверку биения по средней шейке; правку коленчатого вала на прессе (при необходимости); установку пробок в отверстия масляных каналов вместо заглушек; шлифование коренных и шатунных шеек; контроль размеров коренных, шатунных шеек и радиуса кривошипа; полирование коренных и шатунных шеек и сборку коленчатого вала.

Разборка коленчатого вала включает следующие операции: снятие шестерни привода масляного насоса, переднего и заднего выносных противовесов; изъятие заглушек и втулок центробежной очистки масла и внутренних полостей масляных каналов коленчатого вала.

Правка коленчатого вала производится на прессе при наличии изгиба вала более 0,03 мм. Для правки вал устанавливается на призмы крайними коренными шейками, средняя шейка устанавливается под штоком гидравлического пресса таким образом, чтобы прогиб вала находился в верхней части (под штоком пресса). Контроль осуществляется с помощью индикаторного приспособления. На среднюю шейку устанавливается призма со сферическим углублением для предохранения от повреждения шейки вала, и усилием пресса вал прогибается на величину, превышающую изгиб вала в 10 раз.

Шейки коленчатого вала шлифуются на круглошлифовальных станках ЗА432. Порядок шлифования следующий.

В первую очередь шлифуются коренные шейки после установки коленчатого вала в центрах станка. Во вторую очередь шлифуются шатунные шейки. Для шлифования шатунных шеек коленчатый вал на станке устанавливается в центросместителях, обеспечивающих смещение оси вала на величину радиуса кривошипа, который имеет размер (604+-0,5) мм, и совмещение осей шатунных шеек с осью шпинделя станка. Шлифование начинается с первой шатунной шейки, для шлифования следующей шейки вал поворачивается на угол 90°.

В процессе шлифования шеек производится контроль их размеров и радиуса кривошипа. Все коренные и шатунные шейки шлифуются под один ремонтный размер.

После шлифования шейки подвергаются полировке в течение 1 мин на полировальных станках полировальной лентой ЭБ220 или пастой ГОИ № 10.

Восстановленные коленчатые валы поступают на сборку.

Шестерни привода масляного насоса из-за ненадежного его крепления могут иметь следующие дефекты: обрыв шестерни, накрен на зубьях, выкрашивание зубьев. Шестерни, имеющие указанные выше дефекты, заменяются новыми.

Противовесы подвергаются осмотру на магнитном дефектоскопе и контролю жестким мерительным инструментом. Противовесы, имеющие обломы или трещины, выбраковываются; имеющие износ отверстий под шейки вала восстанавливаются осталиванием (железнением). Изношенные пазы под шпонку завариваются электродуговой сваркой и фрезеруются новые.

 

В приложении представлена технологическая карта обслуживания, которая содержит:

• содержание работ;
• операционные эскизы подготовки, сборки, установки;
• место выполнения операции;
• число мест обслуживания;
• разряд исполнителя;
• оборудование, инструменты;
• трудоемкость;
• технические условия и указания.

 

5.Описание приспособления и принципа его работы

Учитывая недостатки известных способов правки, фактически не позволяющих их использовать в ремонте, был разработан принципиально другой способ. Его назвали «поэлементной холодной правкой».

В процессе правки по методу Буравцева тоже используется пресс. Преимущество его заключается в специальном устройстве пресса, с помощью которого поверхностный слой шейки вала пластически деформируется, да так, что в нем вместо обычных для подобных случаев напряжений растяжения создаются напряжения сжатия. Галтель при этом не затрагивается, а значит, усталостная прочность коленвала после правки не только не уменьшается, но даже возрастает.

При этом точность правки просто поразительна. Например, удается обеспечить взаимное биение коренных шеек 0,010 мм при исходном биении свыше 1 мм – результат, доселе недостижимый ни одним из известных способов.

За годы использования способа поэлементной правки на практике накоплен огромный фактический материал о дальнейшей «судьбе» выправленных коленчатых валов как отечественных автомобилей, так и иномарок, включая грузовики и автобусы. Оказалось, что, в отличие от других, эти коленчатые валы не возвращаются в изогнутое состояние со временем. Не было и рекламаций, связанных с поломкой валов, что косвенно свидетельствует об их высокой усталостной прочности. И это несмотря на то, что многие валы имели ослабленные задирами шейки.

Иногда качественной правкой можно даже заменить шлифовку. Например, поставляемые в запчасти новые коленчатые валы некоторых отечественных заводов порой имеют недопустимо большое биение (0,05–0,1 мм и более) шеек и посадочных поверхностей. Такие валы выправляются, после чего традиционная шлифовка здесь уже не требуется (остаточное биение составляет не более 0,01 мм), да и динамическая балансировка оказывается ненужной.

Если сравнить затраты на ремонт вала (правка и шлифовка) с ценами нового вала, то в ряде случаев (иномарки, и особенно – грузовики и автобусы) ремонт получается в десятки раз выгоднее замены. Учитывая сегодняшнюю экономическую ситуацию в России, этот факт говорит сам за себя.

Разумеется, для достижения высокого качества необходимо, помимо правки, правильно выполнить все технологические приемы при шлифовании и доводке (полировке) рабочих поверхностей шеек и галтелей коленчатого вала.

Проверяют изгиб с помощью индикатора часового типа пределом измерения 0—10 мм, закрепленного на универсальном штативе. Место наибольшего прогиба отмечают мелом или краской. Если коренные шейки будут шлифоваться под очередной ремонтный размер, коленчатый вал правят при биении средней шейки более 0,10 мм (при биении менее 0,10 мм коленчатый вал не подвергают правке, т. к. указанное биение устраняют в процессе шлифования шеек вала).

Коленчатый вал правят на гидравлическом прессе. Коленчатый вал устанавливают крайними коренными шейками на призмы 3 на столе пресса так, чтобы метка, нанесенная мелом, была направлена вверх против хода пресса. Правку коленчатого вала производят сообщением ему 10—15-кратного прогиба с 3— 5-кратным повторением.

Завод-изготовитель устанавливает ограничитель, не допускающий при правке коленчатого вала прогиба более 5 мм. Для предохранения коренных шеек от повреждения между коренными шейками и призмами, а также между шейкой и штоком пресса подкладывают медные или латунные оправки 6 и 7.

После правки коленчатый вал проверяют на магнитном дефектоскопе КП-480 на отсутствие трещин. Допускаются только продольные микротрещины на шейках, которые не доходят до галтелей.

 

6.Расчет параметров гидравлического пресса

Расчёт насоса гидроцилиндра

Основными параметрами насоса являются:

V, м3 − рабочий объём;

pном , Па − номинальное давление жидкости;

nном , c-1 − номинальная скорость вращения;

Qн , м3/с − подача насоса;

Nн, кВт − мощность насоса;

Qм , м3/с − номинальный расход жидкости гидромотором;

Мк , Н·м − крутящий момент на валу гидромотора;

P, Н − усилие на штоке гидроцилиндра.

Теоретической подачей насоса называется количество жидкости, которое проходило бы через его напорный патрубок в единицу времени при отсутствии внутренних и внешних утечек жидкости через зазоры в корпусе и в сопрягаемых деталях и при заполнении жидкостью рабочих камер.

Теоретическая подача насоса пропорциональна его рабочему объёму Vн и

скорости вращения nн:

QT = Vн · nном.        (1)

Действительная подача насоса из-за утечек жидкости (объёмные потери) Qн меньше теоретической подачи QТ . Отношение этих величин есть

объёмный КПД:

ηv = Qн / QТ.        (2)

С учётом КПД действительная подача насоса:

Qн = ηv· QТ = Vн · nн ·ηу.       (3)

Теоретическую мощность насоса рассчитывают по формуле:

NT = QТ ·Δp = MT · ωT,  где     (4)

Δp − перепад давления в подводящем и отводящем трубопроводах;

MT − вращающий момент  вала гидромашины;

ωT – угловая скорость вала гидромашины.

Следует заметить, мощность, необходимая для привода гидромашины, всегда больше теоретической, так как помимо объёмных потерь жидкости всегда имеют место механические потери, возникающие в местах трения вращающихся и поступательно движущихся деталей гидромашины, а также гидравлические потери. Последние вызываются внезапными расширениями и сужениями трубопроводов, например, при поступлении жидкости из трубы в гидроцилиндры, аккумуляторы, фильтры и прочие ёмкости, что сопровождается снижением скорости потока жидкости и потерей давления (энергии). Механические потери в гидросистеме учитываются механическим КПД ηмех, а гидравлические потери − гидравлическим ηг.

Полный КПД насоса ηн определяют по отношению полезной мощности к потребляемой:

,  где      (5)

Δр − перепад давлений во всасывающем и напорном трубопроводах, МПа;

Qн − подача насоса, л/мин;

Мн − крутящий момент на валу насоса, Н·м;

nн − скорость вращения вала насоса, мин-1.

Из выражения (5) получим:

.        (6)

Мощность насоса рассчитывают по формуле:

.        (7)

Определим теоретическую подачу выбранного нами насоса НШ-64 (Vн = 64 см3/об,  nном = 1500 мин -1, ηН = 0,96):

QT = 64·2000 = 128 000 см3/мин.

Действительная подача насоса:

Qн = 0,96· 128 000 = 122 880 см3/мин.

Теоретическая мощность насоса:

Принимаем рабочее давление Рном = 12 МПа и перепад давления Δp = 0,9· Рном = 0,9·12 = 10,8 МПа

NT = 128 000·10 -3·10,8 = 13824 Вт ≈ 14 кВт.

Крутящий момент на валу насоса:

 Н·м.

Фактическая мощность насоса:

 кВт.

 

 

Расчёт гидроцилиндра

Основными параметрами гидроцилиндров являются номинальное давление Рном, диаметр поршня (плунжера) Dп, диаметр штока dшт и его ход S.

Усилие, развиваемое гидроцилиндром при выдвижении штока:

, где    (8)

Dп – диаметр поршня гидроцилиндра;

dшт – диаметр штока гидроцилиндра;

р1 − давления в поршневой полости гидроцилиндра;

р2 − давления в штоковой полости гидроцилиндра.

ηмех − механический КПД гидроцилиндра.

Скорость Vп поршня гидроцилиндра выбирают в соответствии с задаваемой скоростью рабочего оборудования. С расходом рабочей жидкости она связана соотношением:

         (9)

Откуда получим формулу для расчёта расхода жидкости:

         (10)

Примем рекомендуемые ГОСТом значения параметров гидроцилиндра:

Dп = 250 мм;

dшт = 120 мм;

S = 250 мм;

р1 = 6 Па;

р2 = 0,1 Па;

ηмех = 0,95

Тогда усилие, развиваемое гидроцилиндром при выдвижении штока будет равно:

 Н = 25 213 кг

 

Расчет на смятие коренной шейки коленчатого вала и штока

Коленчатый вал выполнен из стали марки 42ХМФА ТУ 14-1-1296-75с закалкой ТВЧ:

                                                                           (11)

Находим площадь смятия для шейки:

                                                                                 (12)

Отсюда по формуле (11) находим:

что значительно меньше допустимого [σсм] = 4100 кг/см2.

Оправка пресса выполнена из латуни ЛМц58- 2 HRC 48:

Находим площадь оправки:

                                                                              (13)

Отсюда находим:

что меньше допустимого [σсм] = 6000 кг/см2.

 

7. Система контроля биения коленчатого вала КАМАЗ 740

1 – Индикатор часового типа   2 – призма v-образная;   3 – Кронштейн индикатора