Дефекты вала коленчатого: Коленвал. Дефекты коленчатых валов.. Статьи компании «ООО «СибТехКом»»

Коленвал. Дефекты коленчатых валов.. Статьи компании «ООО «СибТехКом»»

Периодически к нам обращаются покупатели с самыми разными вопросами о коленчатых валах, но вопросы о ресурсе коленвалов, о причинах внезапных поломок, о межремонтном периоде являются наиболее важными. Часто встречается две ситуации:
Ситуация 1. Замена коленчатого вала производится через небольшие промежутки времени: 1-3 года.
Ситуация 2. Коленчатый вал лопается почти сразу после установки в двигатель.
Поскольку эти ситуации встречаются очень часто, то многие люди даже начинают думать, что так и должно быть или это «плохой двигатель». Опираясь на очень большой опыт ремонта двигателей, установки коленчатых валов, технического сопровождения клиентов можем точно сказать: любой двигатель советской конструкции имеет высокие запасы прочности, коленчатые валы в таких двигателях могут и должны ходить десятилетиями.
Тем не менее, сейчас мы наблюдаем, такую картину:
«Комбайн Енисей, двигатель Д-442.

Только установили коленчатый вал, сразу оторвало носок»
«Трактор Т-150, двигатель ЯМЗ-236, шлифовка через каждые 2 года»
На основании нашего опыта мы подготовили это небольшое руководство, которое поможет вам грамотно решить проблему замены коленчатого вала, не сделав типичных ошибок.
Итак, у вас вышел из строя коленвал.
Коленчатый вал никогда не работает сам по себе – он воспринимает нагрузки и преобразует движение. Если имеется любой коленчатый вал, который не имеет отклонений от чертежа (размеры, соосность и т.д.), то его ресурс практически полностью зависит от сопрягаемых деталей. Отсюда есть практический вывод:
Коленчатый вал крайне редко выходит из строя без причины.
Что бы ни случилось с вашим коленчатым валом (лопнул, застучал, прилипли вкладыши, изнашивается очень быстро) в двигателе есть серьезная неисправность, которая привела к этой ситуации. Не удалив эту неисправность вы рискуете, что ситуация повторится с новым коленчатым валом. Исключения из этого правила бывают, но они очень (!) редки. Сами по себе могут ломаться коленчатые валы размеров Р4, Р5, Р6, которые накопили усталостные напряжения за долгий срок службы. Изредка встречаются заводские дефекты изготовления, например дефекты заготовки. Однако в этом случае брак сразу видно по характеру излома и такие дефекты действительно очень редки.

Итак, мы знаем, что коленчатый вал вышел из строя, в двигателе имеется неисправность и надо срочно что-то решать с этой ситуацией, так как техника стоит. Тут необходимо задать вопрос мотористу:
 «Что именно случилось?»
Ниже приводим наиболее распространенные поломки и практические рекомендации.
1. Коленвал «лопнул».
Коленчатые валы лопаются по следующим причинам: наличие дефектов сопрягаемых деталей, накопление напряжений в детали, заводские дефекты изготовления (или шлифовки), отсутствия балансировки двигателя. Разберем подробнее.

1. Дефекты сопрягаемых деталей.
На долю дефектов сопрягаемых деталей приходится 90-95% лопнувших коленчатых валов. Если коленвал лопнул, в первую очередь следует проверить сопрягаемые детали: блок, шатуны.
Дефекты блока встречаются чаще всего и, как правило, являются причиной излома коренной шейки коленвала. Если, например, блок имел отклонения по постелям коленчатого вала, то коленвал был установлен не по своей оси, работал в неприемлемых для себя условиях и в итоге лопнул. Однако, даже если вы уверены в своем блоке или он был новый,  то после того, как в нем сломался вал, блок все равно необходимо отвезти на дефектацию. В процессе излома коленчатый вал бьет шейками по постелям блока. Блок в большинстве двигателей изготовлен из чугуна (реже алюминия), эти материалы достаточно податливы к ударным нагрузкам. Воспринимая удар коленчатого вала, постели блока смещаются, нарушается ось установки коленчатого вала. Если установить новый коленчатый вал в такой блок, то он, скорее всего, лопнет уж из-за дефекта блока, так как будет установлен, опять таки, не по оси.
Дефекты шатунов также нередки. Наиболее часто они сказываются на шатунных шейках. Соответственно, если коленвал лопнул по шатунной шейке, то необходимо дефектовать уже не только блок, но и шатуны. Шатуны могут быть перегреты, перекручены, может образоваться эллипс, иногда шатуны банально не подобраны по одной массе. Если шатуны перегрелись, то они однозначно подлежат выкидыванию, так как в этом случае меняется структура материала и шатуны теряют прочность. Другие дефекты шатунов также, как правило, не исправляются, детали заменяются на новые. Связано это с тем, что многие дефекты шатунов естественным образом образуются в процессе эксплуатации от испытываемых шатуном нагрузок, так как шатун – одна из активно работающих деталей.
В случае излома коленчатого вала дефектовка блока и шатунов обязательна.
Дефекты вкладышей встречаются нечасто, но в последнее время есть и такие случаи. Связаны они в основном с использованием некачественных вкладышей. Так, с оригинальными вкладышами  дефекты фактически не встречаются, в то время как при использовании разных подделок жалобы на вкладыши часты. Проблема со вкладышами возможна и тогда, когда с целью экономии на турбированный двигатель устанавливают вкладыши схожего не турбированного двигателя (например, на Д-245 устанавливают вкладыши для Д-240).
2. Накопление напряжений.
Встречается далеко не так часто, как дефекты сопрягаемых деталей. Такой усталостный излом имеет характерную картину: гладкое начало излома и контрастно рваное продолжение. Встречается усталостный излом у коленчатых валов размеров Р4-Р6. Как правило эти детали исправно работали в течение 15-20 лет и у моториста никогда не было к ним претензий. Накопление напряжений – естественный процесс. Обычно усталостный излом происходит возле мест-накопителей напряжений: это масляные каналы, галтельные переходы.
 Даже если коленчатый вал лопнул из-за усталостных напряжений дефектовка блока и сопрягаемых деталей обязательна.
3. Двигатель не отбалансирован.
Выход коленчатого вала из строя в виду избыточных вибраций и несбалансированности двигателя наиболее часто встречается в двигателях комбайновой техники (Д-442 (комбайн Нива-Эффект), СМД-31 (Дон-1500), ЯМЗ-238АК (Дон-1200), Д-260 (Полесье)). Также эта проблема характерна и для автомобильных V-образных 6-цилиндровых двигателей (ЯМЗ-236, ЯМЗ-236НЕ). Наиболее часто происходит излом 1-й коренной шейки или излом носка коленчатого вала, что особенно характерно для коленвалов Д-442, ЯМЗ-238АК. Балансировка двигателя после капремонта требуется для всех двигателей независимо от назначения, но для вышеперечисленных двигателей балансировка двигателя в сборе жизненно необходима. Наиболее эффективна балансировка двигателя при применении стробоскопического устройства.
4. Заводские дефекты изготовления.
Для отечественных коленчатых валов встречаются очень редко. Это могут быть дефекты поковки либо дефекты литья, некоторые огрехи механической обработки, способствующие возникновению концентраторов напряжений.
Заводские дефекты изготовления заготовки будут видны на изломе.
Например, если в заготовке коленвала была литейная раковина, то естественно, ее будет видно. То же самое относится к дефектам поковки – волосовинам, представляющим собой нарушение состояния металла в форме очень тонкой трещинки. Волосовины могут быть различной длины, могут присутствовать снаружи или внутри. Иногда их называют микротрещинами.
2. Прокрутило вкладыши, вкладыши «прилипли».
Причины такой проблемы с вкладышами кроются в системе смазки. Здесь может быть много разных конкретных проблем, однако все они связаны с маслом. Несвоевременная замена масла, проблемы с масляным насосом, фильтрующими элементами, регулировкой – все это может привести к масляному голоданию, попаданию сажи на рабочие поверхности, наволакиванию металла.
Отсюда вытекает правило:
Если прокрутило вкладыши или вкладыши прилипли к шейке коленвала, то кроме дефектовки коленвала и сопрягаемых деталей обязательно необходимо перебрать систему смазки двигателя.
 В большинстве случаев, коленчатый вал все же удается сохранить. Как правило, коленвал подлежит дефектовке, шлифовке на другой размер, возможно выпрямлению. В редких случаях коленчатый вал все же приобретает трещину и его приходится выкидывать. Также есть некоторые случаи, когда провернувший вкладыш повреждает шейку настолько, что шлифовка не помогает. Обязательна также дефектовка шатунов, ведь ввиду масляного голодания возможен их перегрев, а перегретые шатуны подлежат замене так как теряют свои прочностные свойства. Как и во всех случаях, необходима проверка блока.
3. Двигатель «прыгает».
Избыточные вибрации при работе двигателя имеют различные причины. Иногда они вызваны неравномерностью сгорания топлива по цилиндрам или вопросами к сцеплению.
Но все же, наиболее часто вибрация двигателя – это проблема балансировки двигателя в сборе.
Избыточная вибрация может проявляться только на каких-то конкретных оборотах двигателя или же присутствовать все время. Все зависит от прохождения точки резонанса. Не следует ждать, что что-либо приработается или «это пройдет». Если ситуацию оставить как есть, то есть высокий риск того, что коленчатый вал лопнет. Поэтому, не дожидаясь этого, двигатель следует отбалансировать в сборе. Выше в этой статье мы уже писали про балансировку двигателя. Следует отметить, что кустарные методы балансировки (балансировка только коленвала с маховиком методом подбора) часто могут быть не эффективны и всегда следует предпочесть балансировку двигателя со стробоскопом. В таком случае удается свести вибрации к 0.
4. Коленвал шлифуют через 1-2 года.
Слишком частая шлифовка коленчатого вала – это не норма и следует искать и устранять причину такого явления. Как правило, причина в дефектах сопрягаемых деталей: постели блока, реже дефекты шатунов. В норме межремонтный период коленчатого вала сельскохозяйственной техники составляет от 3-5 лет и выше в зависимости от режима эксплуатации.
Если вы регулярно шлифуете коленвал через 1-2 года, то в следующий раз займитесь не только валом, но и отвезите на дефектовку блок и шатуны.
Устранение дефектов блока или шатунов послужит вам хорошую службу и добавит коленчатому валу лет 5 ресурса. В итоге ваши затраты окупятся с лихвой.
5. Коленвал имеет трещину.
Коленвал с трещиной ремонту не подлежит. Никогда. Если вам кто-то предлагает восстановить треснувший коленчатый вал, то бегите от такого специалиста. Это либо человек технически абсолютно неграмотный, либо своего рода аферист. Никогда не поддавайтесь соблазну исправить треснувший коленчатый вал, это грозит не только напрасной потерей денег на его «восстановление», но и серьезными проблемами с двигателем после неизбежного и быстрого излома такого коленвала в процессе работы.

Дефекты коленчатых валов

В этой статье мы рассмотрим основные дефекты коленчатых валов, причины их возникновения и способы устранения. Конечно, при возникновении любой проблемы с коленчатым валом двигателя рекомендуется обращаться к специалистам. Однако, в конечном итоге именно потребитель выбирает коленчатый вал, определяет где и как он будет установлен, как и кем проверен, а также что будет сделано при возникновении каких-либо проблем. Поэтому эта статья рассчитана на то, чтобы дать основную информацию о коленчатых валах и их дефектах в доступной краткой форме, которая поможет принять правильное решение.

Коленчатый вал – наиболее ответственная, наиболее нагруженная и дорогостоящая деталь двигателя. 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 советских конструкций дизелей строительной и сельскохозяйственной техники.

При приобретении коленчатого вала перед сборкой двигателя покупатель имеет право (а, скорее, обязанность!) проверить полностью коленчатый вал перед установкой в двигатель. Такая проверка может проводится на ремонтном предприятии, в шлифовальной мастерской, на заводе. Даже если вы купили абсолютно новый коленчатый вал, все равно стоит проверить его перед установкой. Но все же дефекты новых коленчатых валов встречаются гораздо реже, чем дефекты ремонтных коленвалов.

Большинство проблем типичны.

1.       Ускоренный износ шеек коленчатого вала.

 

Слишком быстрый износ шеек коленвала чаще всего связан с проблемами блока. Обязательно необходимо проверить геометрию посадочных мест блока под подшипники. В этом случае коленчатый вал может «болтаться» в постелях блока, что приводит к существенному увеличению нагрузок и быстрому износу. Второй причиной, ставшей особенно актуальной в последние годы, может быть некачественный материал коленчатого вала. На рынке присутствует достаточно большое количество недорогих коленчатых валов импортного производства. Среди них есть как качественные, прекрасно зарекомендовавшие себя марки, так и откровенные подделки. Конечному потребителю бывает непросто разобраться. В случае использования высокопрочного чугуна, ресурс коленчатого вала остается практически неизменным. Но в случае, если на материале решили сэкономить, использовать более мягкий серый чугун или сталь, незакаленную токами высокой частоты, тогда ресурс коленчатого вала и межремонтные периоды существенно уменьшаются.

2. Задиры на поверхностях шеек коленчатого вала.

Задиры на шейках коленчатого вала, как правило, связаны с состоянием системы смазки дизеля.  Здесь может быть очень большое число факторов: некачественное масло, нарушение сроков замены масла, засорение масляного фильтра, недостаточное давление в системе. Также задиры могут образоваться вследствие проблем с охлаждением дизеля или с нарушением температурного режима, так как перегрев разжижает масло. Износ поршневых колец приводит к попаданию частичек топлива или продуктов сгорания в масло, что также разжижает его.

В этом случае коленчатый вал шлифуется, меняются вкладыши. Необходимо также проверить систему смазки, систему охлаждения, систему питания дизеля, заменить фильтрующие элементы, проверить масляные каналы и заменить поршневые кольца при необходимости. Достаточно большой перечень работ делает экономически рациональным проведение полного капитального ремонта двигателя.

3. Ускоренный износ поверхностей под полукольца осевого смещения коленвала.

Встречается значительно реже, чем царапины, задиры или трещины. Наиболее частая причина — неисправность привода выключения сцепления вследствие неправильной эксплуатации водителем. В случае такого дефекта необходимо заменить полукольца осевого смещения и отремонтировать привод сцепления. Следует обращать внимание на правильную эксплуатацию для профилактики.

4. Царапины на поверхностях шеек коленвала.

Этот дефект встречается очень часто. Следует отличать царапины на шейках от усталостных трещин. Царапина при осмотре с лупой имеет светлое дно, в то время как дно трещины не просматривается (черного цвета). При полировке царапина начинает исчезать, а трещина остается на месте. Обычно царапины располагаются прямо на шейке, а трещины захватывают, часть галтели. Геометрически царапина обычно прямая, трещина имеет кривую ломанную форму. Небольшие царапины естественным образом появляются при долговременной эксплуатации. Также царапины образуются при наличии посторонних частиц в масле. Возможны подобные повреждения при транспортировке. Для неглубоких царапин бывает достаточно отполировать шейки коленчатого вала. Если царапина имеет глубину более 3-5 микрон, необходимо все шейки (или все шатунные, или коренные, в зависимости от того, на какой повреждение) отшлифовать на следующий ремонтный размер. Следует обратить внимание на все шейки коленчатого вала и проверить их форму измерениями в 2-х плоскостях. Проверить шатуны на эллипсность. Следует заменить моторное масло, масляный фильтр. Для профилактики необходимо регулярно проверять систему смазки и менять масло. Также важно использовать рекомендуемое моторное масло.

5. Биения, прогиб коленчатого вала.

Прогиб коленчатого вала часто встречается в длинных коленчатых валах комбайнов, строительной техники. В большей степени изгибу оси подвержены валы рядных двигателей с большим количеством цилиндров. Также изгиб чаще встречается в коленчатых валах изготовленных из некачественного мягкого материала. Проверка коленчатого вала на изгиб несложна. Вал укладывается на призмы, установленные на металлической плите. Вращая коленвал, с помощью индикатора проверяется прогиб оси коленвала. Допускается изгиб до 0,1 мм. Если обнаружен изгиб более 0,1мм, проводится выпрямление коленчатого вала.

6. Отклонение шеек от размера

Постепенный износ шеек коленчатого вала — естественный процесс. При установке вала в двигатель существуют определенные требования к размеру. Для разных коленчатых валов они различны. В целом допуски для новых коленчатых валов составляют не более 2 соток. Допуск коленчатого вала при ремонте двигателя составляет не более 5 соток. Коленчатые валы с отклонениями размеров шеек более 5 соток однозначно подлежат шлифовке на следующий ремонтный размер.

Дефекты коленчатых валов и причины их возникновения | ProlMet.RU

Одной из самых нагруженных и дорогостоящих деталей двигателя является коленчатый вал. В процессе работы он испытывает сильные динамические нагрузки ударного характера, противостоит силам трения, а также борется с вибрациями и колебаниями. Кроме всего этого вал находится в агрессивной среде высокой температуры. Если у двигателя есть недостатки сборки, но именно этот вал принимает их все на себя.

Одной из самых нагруженных и дорогостоящих деталей двигателя является коленчатый вал. В процессе работы он испытывает сильные динамические нагрузки ударного характера, противостоит силам трения, а также борется с вибрациями и колебаниями. Кроме всего этого вал находится в агрессивной среде высокой температуры. Если у двигателя есть недостатки сборки, но именно этот вал принимает их все на себя.

Важно понимать, что наличие даже мельчайших дефектов на шатунах негативно отразится на сроке эксплуатации вала. Но если коленвал изготовлен из высококачественных материалов и с соблюдением правильной технологии производства, то ресурс его работы будет очень большим. Перед монтажом коленчатого вала необходимо проверить его.

Рассмотрим самые распространенные дефекты коленвалов.

Быстрый износ шеек

Причиной этому является неправильная геометрия блока, а именно: посадочных мест под подшипники. Из-за этого вал «болтается», поэтому нагрузки на него увеличиваются, и он изнашивается в ускоренном режиме.

Но также среди причин быстрого износа шеек можно выделить и плохой материал, из которого изготовлен вал. Если производитель решил сэкономить, то, скорее всего, использовал мягкий чугун или незакаленную сталь. В таком случае вал не будет долговечным.

Задиры на шейках вала

Такое может появиться в результате использования плохого масла или недостаточно частой его замены. Также следует проверить масляные фильтры и давление в системе. Причиной такого явления также может быть неправильный температурный режим или проблемы с охлаждением дизеля. От перегрева масло теряет свою вязкость, изнашиваются поршневые кольца. Необходимо проверить смазку и систему охлаждения. Коленвал необходимо отшлифовать и поменять вкладыши.

Царапины на шейках вала

Необходимо сначала определить, царапины это или усталостные трещины. Для проверки понадобится обычная лупа. Царапина при осмотре покажет светлое дно, а вот в трещине оно будет черного цвета. Полировкой можно убрать царапину, а трещина полировкой не уберется. Обычно царапины находятся на самих шейках вала, в трещины располагаются даже частично на галтелях. Причиной возникновения царапин является наличие частиц в масле, или же деталь была поцарапана при транспортировке. Полировкой можно удалить царапины на шейках, но если глубина царапин больше 5 микрон, то потребуется отшлифовать все шейки на 1 размер. Также обязательно смените моторное масло и масляный фильтр.

Прогиб коленвала

Обычно такая проблема является распространенной для коленчатых валов комбайнов и спецтехники, так как они длинные. Если материал вала некачественный и мягкий, то он тоже может прогнуться. Вал выпрямляют, если показатель прогиба после проверки превышает 0,1 мм.

Трещины коленчатого вала

Этот дефект считается самым опасным, так как может стать причиной усталостного излома. Если на валу обнаружена трещина, то вал уже не подлежит ремонту. Определение трещин осуществляется как визуально, так и при помощи молоточка, которым слегка постукивают. Но есть и специальные приборы для обнаружения скрытых дефектов – магнитные дефектоскопы.

Как проверить коленчатый вал на наличие дефектов?

Вал коленчатый ямз 238 предназначены для установки на восьмицилиндровые безнаддувные дизельные двигатели ЯМЗ 238 и ЯМЗ 238М, а также их модификации.

Как самостоятельно произвести ремонт коленчатого вала ЯМЗ 238?

В начале требуется тщательно промыть, обезжирить и прочистить масляные каналы коленвала. Металлическим стержнем и молотком внутрь полости пробиваются заглушки полостей шатунных шеек. Затем они извлекаются. Перед этим масляные полости прочищаются стальными ершами, промываются и продуваются сжатым воздухом. Коленчатый вал изготавливается из стали 5. К тому же шатунные и коренные шейки имеют поверностную закалку нагревом током.

Какие могут быть дефекты у коленчатого вала?

Как правило, это погнутость вала, износ коренных и шатунных шеек, а также шеек под передний и задний сальники. Со временем изнашиваются шпоночные канавки под шпонки шестерни коленвала, переднего противовеса шкива. При всех перечисленных и иных поломках требуется ремонт, если не предпринимать действий, то понадобится ремонт двигателя ЯМЗ 238.

После тщательной очистки коленвал нужно проверить на трещины на магнитном дефектоскопе в продольном магнитном поле при силе намагничивающего тока 1000±50 А и концентрации ферромагнитного порошка в суспензии 25-30 г/л. Используется водная магнитная суспензия, которая состоит из кальцинированной соды, хромпика кальциевого технического, глицерина.

Дефектоскоп для магнитной суспензии должен быть емкостью 50-60 л. Перед контролем в магнитную суспензию нужно добавить двести грамм магнитного порошка и тщательно размешать. К тому же важно периодически добавлять порошок. Нельзя, чтобы суспензия загрязнилась жирами, нефтепродуктами.

Проверка происходит таким образом, что контролируемые поверхности вала поливают суспензией примерно 30 с. Через 10с после поливки намагничивающий ток выключают. На месте дефектов и трещин магнитный порошок будет откладываться на проверяемой поверхности в виде рисок или полос.

Только после шлифовки шеек под ремонтные размеры с обязательной проверкой твердости шеек проверяются коленчатые валы с прижженными шейками. К тому же твердость шеек должна быть в пределах HRC 45-62. По окончанию проверки коленчатый вал промывается и проверяется диаметр коренных и шатунных шеек, шеек под шкив, шестерня, ширина задней коренной шейки и шпоночных пазов и проч. Далее нужно заменить поврежденные детали или полностью заменить коленвал.

Ремонт коленчатого вала — Справочник химика 21

    Коленчатый вал — самая ответственная и дорогая деталь компрессора. Срок службы коленчатого вала наибольший среди изнашивающихся деталей. Ремонт коленчатого вала производится при капитальном ремонте компрессора. При работе компрессора происходит естественный износ рабочих поверхностей от трения и возможно образование ряда дефектов, нарушающих трущиеся поверхности, деформаций и трещин. Правильная геометрия коленчатого вала в большой степени определяет износ всех пар трения в компрессоре. Естественный износ шеек коленчатого вала проявляется в уменьшении их диаметра и искажении формы. Обычно шейки изнашиваются неравномерно. Происходит искажение цилиндрической формы с образованием конусности, овальности, бочкообразности или седловитости. Неравномерный износ объясняется действием резкопеременных нагрузок, упругой деформацией вала и различием в условиях смазки всей поверхности шейки. Кроме того, возможно повреждение сопрягаемых поверхностей образующимися рисками, вмятинами, раковинами. Такие повреждения являются следствием дефектов в подшипниках или загрязнения смазочного масла. Деформация вала происходит при перегрузках, возникающих от гидравлического удара. Трещины и изломы появляются главным образом в местах с концентрацией напряжений. [c.579]
    Ремонт коленчатого вала весьма сложен и требует значительных затрат времени и высококвалифицированного труда. [c.23]

    Устранение овальности, конусности, а также механических повреждений поверхности шейки вала может быть произведено на шлифовальном станке или вручную с помощью хомута. Шлифование шеек вала с помощью хомута (фиг. 277) — распространенный способ ремонта коленчатых валов компрессоров непосредственно на предприятии. Хомут состоит из шарнирно соединенных скоб, стянутых откидным болтом, к нижней скобе / на шурупах 7 прикреплен дубовый вкладыш 2. В верхнюю скобу 3 заложен подвижной вкладыш 4, который может перемещаться при повороте винта 6 при помощи маховичка 5. При шлифовании шейки ее поверхность смазывают маслом, в выемку хомута укладывают наждачное полотно и зажимают шейку в хомут по оси наибольшей выработки (по наименьшему диаметру шейки). Шлифование ведут движением хомута вокруг оси шейки, периодически контролируя диаметр шейки микрометрической скобой. [c.579]

    Коленчатый вал является наиболее дорогой и трудоемкой деталью компрессора и двигателя внутреннего сгорания. Ремонт коленчатых валов сводится к устранению дефектов, появившихся во время эксплуатации. Основными дефектами являются  [c.260]

    Ремонт коленчатых валов первой и второй технологической группы [c.272]

    На месте установки ремонт коленчатых валов мощных двигателей и компрессоров производят вручную или с применением специальных переносных станков. [c.275]

    Ревизия и ремонт коленчатого вала 575 [c.575]

    Коленчатый вал — одна из ответственных и самых дорогих деталей компрессора. Ремонт коленчатого вала является весьма сложным, требующим значительных затрат времени и высококвалифицированного труда. [c.575]

    Ремонт коленчатых валов. Коленчатый вал компрессора — одна из наиболее дорогих и сложных деталей — работает в условиях переменных нагрузок изгиба и кручения. В процессе эксплуатации происходит непрерывное изнашивание рабочих элементов вала, вплоть до его разрушения. [c.210]

    ГЛАВА 12 РЕМОНТ КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ [c.260]

    По технологии ремонта коленчатые валы компрессоров и двигателей внутреннего сгорания целесообразно разделить на пять основных групп  [c.260]

    РЕМОНТ КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ [c.272]

    Ремонт коленчатых валов первой технологической группы сводится к проточке и шлифованию изношенных шеек, восстановлению или изготовлению новой шпоночной канавки, восстановлению резьбы. [c.272]

    Коленчатые и кривошипные валы и маховики. Обычные для подлежащих ремонту коленчатых валов дефекты—износ коренных и кривошипных шеек, износ посадочных мест под маховики и шестерни привода масляного насоса, износ шпоночных канавок. Помимо этих дефектов у кривошипных валов горизонтальных компрессоров имеют место случаи ослабления кривошипных дисков на валу и кривошипных пальцев в дисках. [c.293]

    При ремонте коленчатых валов вручную шейку вала после задира исправляют без выемки коленчатого вала из картера или рамы. Перед исправлением шейки вала ее необходимо тщательно осмотреть и обмерить. [c.275]

    Более надежным и производительным методом ремонта коленчатых валов является ремонт с применением специальных переносных станков. На рис. 157 показан переносный станок для шлифования коренных шеек коленчатого вала в раме двигателя. При помош,и [c.278]

    РЕВИЗИЯ И РЕМОНТ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА [c.579]

    Ремонт коленчатых валов [c.88]

    После ремонта коленчатого вала проводят следующие измерения [c.91]

    По технологии ремонта коленчатые валы компрессоров и двигателей внутреннего сгорания целесообразно разделить на пять основных групп, которые включают в себя коленчатые валы поршневых компрессоров и двигателей внутреннего сгорания всех типов  [c.210]

    Более надежным и производительным методом ремонта коленчатых валов является ремонт с применением специальных переносных станков, с помощью которых можно исправить форму изношенных коренных шеек коленчатого вала непосредственно на раме двигателя. Станок (рис. 139) состоит из трех основных узлов стола с механизмом продольной подачи 1, каретки с ходовым винтом 2 и шлифовальной головки с электродвигателем 3. Конструкция станка позволяет шлифовать с одной установки всю [c.218]

    Ревизия и ремонт коленчатого вала………………….579 [c.622]

    Ремонт коленчатых валов сводится к устранению дефектов, появившихся во время эксплуатации, основными из которых являются износ трущихся поверхностей коренных и мотылевых шеек (овальность, бочкообразность, конусность, несоосность шеек вала) задиры в результате износа или разрушения подшипника разработка отверстий фланцевых соединений и шпоночных канавок деформация резьбы появление трещин на шейках или щеках вала из-за неравномерной выработки коренных или выносных подшипников, подрезов галтелей в результате задиров или вследствие перенапряжения из-за крутильных колебаний поломка или изгиб вала в результате аварии (обрыв шатунных болтов, поломка шатунов и т. д.). [c.210]

    Ремонт коленчатых валов первой и второй технологической групп. Ремонт коленчатых валов первой технологической группы сводится к проточке и шлифованию изношенных шеек, восстановлению или изготовлению новой шпоночной канавки, восстановлению резьбы. Наиболее сложные и ответственные операции — проточка и шлифование коренных и мотылевых шеек вала. В связи с тем, что коленчатые валы первой технологической группы имеют небольшие размеры, коренные шейки целесообразно протачивать на универсальных токарных станках с высотой центров, допускаюшей проворачивание в них вала. После проточки коренные шейки обрабатывают в жимках шлифовальной шкуркой. [c.214]

    Ремонт коленчатых валов третьей технологической группы. На. месте установки ремонт коленчатых валов мощных двигателей и компрессоров производят вручную или с применением специальных переносных станков. В первом случае при исправлении шейки вала после задира коленчатый вал не вынимают из картера или рамы. До начала работы шейки вала тщательно осматривают и обмеряют. Для обработки шейки применяют драчевые и полудрачевые плоские напильники с мелкой насечкой длиной 400—450 мм и шириной не менее 35 мм, для обработки галтелей— полукруглые и круглые напильники. Твердые наплывы снимают карборундовым камнем, насаженным на ось электрической дрели. [c.216]

    Ремонт коленчатого вала. Общие дефекты коренных и шатунных шеек — задиры, забоины, биение, конусо- и бочкообразность, овальность, поверхностные и внутренние трещины (преимущественно в галтелях и около смазочных отверстий). Начальную проверку выполняют до разборки для определения фактических зазоров в соединении шеек вала с подшипниками. Положение коленчатого вала в коренных подшипниках определяют по расхождению щек, проверяя равномерность примыкания всех шеек к соответствующим вкладышам и совпадение их осей. После снятия крышек и верхних вкладышей коренных подшипников проверяют биение коренных шеек. Допускаемые значения контролируемых размеров шеек валов поршневых компрессоров должны соответствовать приведенным в табл. 20 (в числителе указаны предельные значения, в знаменателе — значения после ремонта). [c.111]

---

Что такое коленвал? Признаки неисправности, способы ремонта

Коленчатый вал или коленвал – один из жизненно важных элементов двигателя, неотъемлемая часть КШМ (кривошипно-шатунного механизма). Он выполняет тяжелую работу, приводя в движение практически все движущиеся элементы двигателя. В дизельных моторах коленвал испытывает нагрузку порядка 10 тонн во время возврата поршня в НМТ.

Коленвал служит для преобразования кинетической энергии в поступательно-вращательное движение. На шейках коленвала крепятся шатуны поршней, после сгорания топлива поршень с большой силой возвращается вниз, приводя тем самым коленвал в движение.

Кроме того, коленвал передает вращательное движение на трансмиссию, которая, в свою очередь, приводит в движение колеса автомобиля. Эта деталь довольно прочная, так как предполагает высокие нагрузки, однако нет ничего вечного и даже коленвал порою выходит из строя.

Как работает коленвал видео

Коленвал, ввиду своей конструкции и особенностей работы, способен создавать вибрацию во время вращения. В зависимости от модели и объема двигателя она может быть разной. Именно поэтому точность балансировки коленвала так важна, малейший дисбаланс может привести к биению, которое, в свою очередь, разрушит подшипники и приведет к большим проблемам.

Неисправности коленчатого вала и причины, по которым они происходят

Как я уже говорил, коленвал довольно редко выходит из строя, как правило, причины две: масляное голодание, а также критическая нагрузка. В современных авто чрезмерная нагрузка, как правило, исключена, так как «умная» электроника следит за всем. Как только датчики сообщат ЭБУ о недопустимых значениях, «мозг» тут же снимает все задачи, переводит двигатель в аварийный режим (проще говоря «давит» его обороты) и выдает кучу ошибок на панель задач.

Смерть коленвала обычно наступает из-за «масляного голодания», или по причине выхода из строя подшипников. Коленвалу не хватает смазки, в результате чего происходит разрушение подшипников шатунов, а дальше по цепочке. Хотя следует отметить тот факт, что серьезный урон при кратковременной нехватке масла вряд ли произойдет. Чтобы причинить большой вред потребуется время (~30-40 мин.), а также повышенная нагрузка. Кроме того, прежде чем от нехватки масла урон получит коленвал, из строя, скорее всего, выйдет турбина, которая более деликатная в данном вопросе.

Неисправность коленвала может проявиться по-разному, в основном это: вибрация, громкий стук, грохот и прочие посторонние шумы.

Ремонт коленвала: рентабельность, цена вопроса, основные моменты

Ремонт такой детали требует высокой точности, а также специального оборудования. Более того, специалистов способных выполнить такую работу очень мало. В большинстве случаев ремонт коленчатого вала предусматривает дефектовку, замер параметров и геометрии. Затем в случае деформации, дисбаланса или любого искривления, производится проточка, шлифовка, калибровка, а также полировка и балансировка.

Работа очень деликатная и трудоемкая, один процесс разборки и сборки чего стоит. Учитывая это, можно представить себе стоимость такого ремонта. В некоторых случаях намного проще и дешевле выходит купить новый контрактный двигатель в сборе и установить его, нежели заниматься заменой и реставрацией коленвала. Звучит, конечно, странно и дико, менять весь мотор только из-за поломки одной детали, однако, как я уже говорил, по итогу сумма такого ремонта будет равна стоимости бу-мотора.

На двигателях нового поколения наблюдается тенденция снижения веса деталей и двигателя в целом. Некогда чугунные детали (блоки и головки) делают алюминиевыми, ЦПГ стала легче и менее прочной. То же самое можно наблюдать и с коленвалами, которые от поколения к поколению становятся легче и менее прочными. Отчасти причина связана с глобальным уменьшением рабочих объемов двигателя и борьбой с расходом топлива. Также бытуют и другие мнения, так называемый всемирный заговор, главная задача которого заключается в том, чтобы автомобили не были вечными…

savemotor.ru

Анализ основных дефектов и способов восстановления деталей автомобилей типа «вал» и «ось»

Детали типа «вал» или «ось» присутствуют в любом механизме и играют важную роль в обеспечении функциональной работоспособности узлов и агрегатов. В процессе работы валы и оси подвергаются эксплуатационным нагрузкам, в результате чего могут возникать дефекты, основные из которых приведены в статье. Существующие способы устранения дефектов валов и осей имеют свои особенности, которые необходимо учитывать при выборе технологии ремонта и восстановления.

Ключевые слова: дефект, ремонт, восстановление, наплавка, напыление, гальваническое осаждение, полимерные композиции.

 

К деталям типа «вал» относят детали машин, предназначенные для передачи крутящего момента и восприятия действующих сил со стороны расположенных на нём деталей и опор. На валу закрепляются шкивы, зубчатые колеса, маховики и т. п. Некоторые из этих деталей, называемые ведущими, получают вращательное движение от постороннего источника энергии (двигателя). К другим деталям вращение передается валом. Они называются ведомыми. Таким образом, вал при своем движении обязательно передает усилие (вращающий момент), а поэтому испытывает деформации кручения и изгиба. Валы по форме разделяются на прямые или изогнутые (коленчатые), целые или составные (собранные из нескольких частей), сплошные или полые (пустотелые).

Широкое распространение в автомобилестроении получили коленчатые, распределительные и карданные валы [1]. Они применяются в двигателях внутреннего сгорания, в паровых машинах, поршневых насосах (компрессорах). Длинные валы, например гребные валы кораблей, из-за сложности их изготовления делают составными (разъемными). Полые, или трубчатые, валы применяют тогда, когда необходимо уменьшить их все ли пропустить через внутреннее отверстие вала другие детали.

Если вал не передает вращательного движения, а только поддерживает вращающиеся части, его называют осью. Таким образом, ось в отличие от вала не испытывает кручения, а подвергается лишь изгибу. Оси делятся на неподвижные (например, оси колес велосипеда, мотоцикла, автомобиля и т. д.) и подвижные, которые вращаются вместе с закрепленными на них деталями (например, оси железнодорожных и трамвайных прицепных вагонов).

Валы и оси воспринимают во время работы большие нагрузки. Поэтому их изготавливают из углеродистой конструкционной стали, подвергают обработке давлением, поверхностной цементации, закалке и проверяют на прочность.

Формы валов и осей весьма многообразны от простейших цилиндров до сложных коленчатых конструкций. Форма вала определяется распределением изгибающих и крутящих моментов по его длине. Правильно спроектированный вал представляет собой балку равного сопротивления. Валы и оси вращаются, а, следовательно, испытывают знакопеременные нагрузки, напряжения и деформации. Поэтому поломки валов и осей имеют усталостный характер. К основным дефектам валов и осей относят [1–3]:

—          Износы и задиры опорных шеек. В основном возникают при недостатке смазки между поверхностями терния при высокой частоте вращения.

—          Прогибы, изгибы и скручивание. Образуются при превышении предельных нагрузок на вал или ось, или перегреве их во время работы.

—          Трещины. Возникают в основном от воздействия ударных и вибрационных нагрузок, достаточно сложно выявляются и могут привести к аварийному износу и выходу из строя узла или механизма.

—          Разрушение резьбовых поверхностей. Чаще всего встречается срез и смятие резьбы в результате воздействия резкого осевого нагружения или при возникновении повышенного крутящего момента на резьбовом соединении.

—          Разрушение шпоночных или шлицевых пазов. Происходит так же при ударных и вибрационных нагрузках или при превышении допустимых значений крутящих моментов на шпоночном или шлицевом соединении.

—          Выработка поверхностей под резиновые армированные манжеты (сальники). Происходит в результате механического, абразивного или эрозионного воздействия.

Дефектация и восстановление валов и осей проводится при капитальном или текущем ремонте автомобилей. Выбраковка валов и осей осуществляется по результатам измерений, по визуальному осмотру и по результатам металлографических исследований (при необходимости). При наличии возможности восстановления вала или оси принимают решение по выбору способа восстановления и ремонта [1, 4–6].

Основные способы восстановления валов и осей, применяемые в авторемонтном производстве можно условно разделить на способы позволяющие восстановить номинальный размер и исходную геометрию вала или оси и способы, использующие восстановление под «ремонтный размер», то есть под размер, для которого существует возможность применения «ремонтных» деталей.

«Ремонтной» деталью считается дополнительная деталь, изготовленная или восстановленная по «ремонтным» размерам. Ремонтные размеры определяться с учетом припусков на обработку для устранения дефектов формы поверхности, макро и макрогеометрии. Например, коренные шейки коленчатых валов подвергают механической обработке, протачивая их или шлифуя. При этом уменьшается номинальный диаметр коренной шейки, а коленчатый вал комплектуется «ремонтными» вкладышами увеличенной толщины.

В настоящее время восстановление способом «ремонтных размеров» применяется редко, так как, несмотря на все его положительные моменты (упрощение ремонта, возможность повторного восстановления) присутствуют и недостатки: необходимость наличия «ремонтных» запасных частей, снижение прочности ввиду съема слоя материала, снижение микротвердости поверхностей, а также значительное снижение взаимозаменяемости, так как отремонтированные таким способом детали становятся оригинальными.

Восстановление посадочных поверхностей валов и осей под номинальный размер может осуществляться следующими способами [1–7]:

1.    Напылением — нанесение под высоким давлением воздуха расплавленного металла на поверхность вала или оси. По способу расплавления металла различают электродуговое, газопламенное, высокочастотное, плазменное и детонационное напыление. Наполненное таким образом покрытие имеет низкую прочность сцепления с основой, но при этом не происходит высокого нагрева поверхности, изменения структуры материала детали, не возникает коробление, не снижается усталостная прочность.

2.    Наплавкой — в отличие от напыления наплавка осуществляется путем формирования слоя металла, расплавляемого непосредственно на поверхности вала или оси. Различают наплавку под слоем флюса, в среде защитных газов, газовую, вибродуговую и электродуговую. Можно наносить слои металла практически любой толщины, нанесенный слой отличается высокой твердостью, но при этом происходит сильный нагрев вала или оси, вызывающий коробление и изменение структуры поверхностного слоя металла, появляются затруднения в последующей механической обработке осажденного слоя ввиду его высокой твёрдости.

3.    Термопластическим деформированием — изменением геометрических размеров оказывая механическое воздействие (осадка, вытяжка, высадка, протяжка, правка и так далее) на предварительно разогретую деталь. Таким способом можно проводить правку осевых деформаций валов и осей, а также устранять некоторые погрешности формы поверхностей. Способ весьма ограничен в применении ввиду его технологического несовершенства и трудностями в обеспечении требуемых результатов.

4.    Гальваническим осаждением — формирование слоя металла на восстанавливаемой поверхности путем электрохимического осаждения из электролита. Способ обладает рядом преимуществ, такими как отсутствие нагрева детали, возможность нанесения слоя любого металла или их комбинации с заданными свойствами и требуемой толщины, возможность нанесения слоев металла с различными свойствами [1–3, 6–9]. Но технологический процесс восстановления поверхностей гальваническим осаждением достаточно сложен, ввиду чего имеется некоторая нестабильность получаемых результатов. Кроме того, реактивы для осуществления этого способа достаточно дороги и присутствует необходимость применения мер экологической безопасности для очистки сточных вод и улавливания испарений электролитов и кислот. Но, тем не менее, в ряде конкретных случаев, гальванические методы восстановления и защиты от коррозии изношенных поверхностей являются наиболее рациональными и дают отличные результаты. Так, например, восстановление отверстий небольшого диаметра особенно в тонкостенных деталях, боящихся перегрева и механического повреждения — гальваническое осаждения является приоритетным.

5.    Полимерно-композитными материалами — формируется на предварительно подготовленной восстанавливаемой поверхности слой полимерной композиции с последующим ее отверждением [1–3, 10]. При необходимости отвержденный слой подвергают механической обработке. Свойства полимерно-композитного слоя можно формировать путем добавления различных наполнителей или их сочетания, образуя при этом полимерную композицию. Например, в эпоксидную смолу добавляют металлическую пудру или мелкую стружку, с последующим введением отвердителя и эластомера. При этом улучшаются прочностные характеристики и теплопроводность формируемого слоя композиции. Такие композиции имеют достаточную твердость и прочность сцепления с восстанавливаемой поверхностью, но плохо переносят нагрев и ударные нагрузки, кроме того нанесенный слой плохо отводит тепло и имеет невысокую износостойкость в парах трения.

Ремонтное производство в настоящее время располагает достаточным количеством способов, чтобы восстановить практически любую изношенную и поврежденную деталь. Но для практического использования необходимо выбрать один, применение которого технически возможно и экономически наиболее целесообразно. Выбор эффективного способа восстановления деталей является важной задачей совершенствования организации ремонтного производства.

На выбор способа восстановления деталей оказывает влияние: вид дефекта и величина износа; материал, размер, форма и масса детали; точность и вид обработки; специализация производства, обеспеченность оборудованием; себестоимость восстановления, и долговечность работы восстановленных деталей.

 

Литература:

 

1.         Захаров, Ю. А. Совершенствование технологии восстановления посадочных отверстий корпусных деталей проточным электролитическим цинкованием: дис. … канд. техн. наук [Текст] / Ю. А. Захаров. — Пенза, 2001. — 170 с.

2.         Захаров, Ю. А. Анализ способов восстановления посадочных отверстий корпусных деталей машин [Текст] / Ю. А. Захаров, Е. Г. Рылякин, А. В. Лахно // Молодой ученый. — 2014. — № 16. — С. 68–71.

3.         Захаров Ю. А. Восстановление посадочных поверхностей корпусных деталей машин проточным гальваническим цинкованием [Текст] / Ю. А. Захаров, Е. Г. Рылякин, И. Н. Семов // Молодой ученый. — 2014. — № 17. — С. 58–62.

4.         Рылякин, Е. Г. Повышение работоспособности гидропривода транспортно-технологических машин в условиях низких температур [Текст] / Е. Г. Рылякин, Ю. А. Захаров // Мир транспорта и технологических машин. — № 1 (44). — Январь-Март 2014. – С. 69–72.

5.         Обеспечение работы мобильных машин в условиях отрицательных температур [Текст] / Ю. А. Захаров, Е. Г. Рылякин, И. Н. Семов [и др.] // Молодой ученый. — 2014. — № 17. — С. 56–58.

6.         Захаров, Ю. А. Восстановление металлизацией деталей транспортно-технологических машин и комплексов [Текст] / Захаров, Е. В. Ремизов, Г. А. Мусатов // Молодой ученый. — 2014. — № 19. — С. 199–201.

7.         Захаров, Ю. А. Анализ способов восстановления корпусных деталей транспортно-технологических машин и комплексов [Текст] / Захаров, Е. В. Ремизов, Г. А. Мусатов // Молодой ученый. — 2014. — № 19. — С. 202–204.

8.         Пат. 2155827 РФ, МПК: 7C 25D 5/06 A. Устройство для электролитического нанесения покрытий [Текст] / И. А. Спицын, Ю. А. Захаров // заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО «Пензенская государственная сельскохозяйственная академия» (РФ). — № 99115796/02, Заявлено 16.07.1999; Опубл. 10.09.2000.

9.         Пат. 2503753 Российская Федерация, МПК: C25D19/00. Устройство для гальваномеханического осаждения покрытий [Текст] / Ю. А. Захаров, И. А. Спицын; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО «Пензенская государственная сельскохозяйственная академия» (RU). — № 2012149639/02, заявл. 21.11.2012; опубл. 10.01.2014, Бюл. № 1. — 9 с.

10.     Лахно, А. В. Восстановление деталей машин из полимерных материалов / А. В. Лахно, Е. Г. Рылякин // Молодой ученый. — 2014. — № 8. — С.196–199.

Замена коленчатого вала (коленвала), где стоит и как ремонтировать.

» Замена коленчатого вала (коленвала), где стоит и как ремонтировать.

Коленвал – одна из самых сложных и поэтому дорогих деталей большинства оборудования и машин. Соответственно, каждый автовладелец желает продлить время работы данной детали. Простые автолюбители порой считают поломку коленчатого вала раз в пару лет нормальным явлением. Опираясь на опыт и знания, мы с уверенностью можем сказать, что коленвал может и должен работать без замены десятилетиями.

Коленвал принимает на себя нагрузку, превращая ее в движение. Если все допуски детали выстроены в соответствии с чертежами, то судьба коленчатого вала полностью зависит от сопряжённых деталей, их качества и соосности. Коленвал практически никогда не ломается без причины. Какая бы поломка не произошла в двигателе – коленчатый вал не будет главной причиной. Есть другая серьезная неисправность, которая может таить в себе опасность, если её не устранить.

Ведь после установки нового вала ситуация может повториться снова. Конечно, исключения всегда имеют место быть, но их процент очень мал. Сами по себе излому подвержены только валы определённых размеров (Р4, Р5, Р6), накопившие в себе многочисленные напряжения за весь срок эксплуатации. Крайне редко встречаются заводские дефекты, которые должны быть замечены мастером при установке коленвала.

Теперь нужно разобраться, что привело к поломке двигателя и как её можно устранить.

На видео показано, что будет с коленвалом без масла.

Коленчатый вал лопнул

Причиной данного явления является наличие дефектов у сопряжённых с валом деталей, напряжения в валу, заводские дефекты, неправильная обработка при капитальном ремонте, отсутствие корректной балансировки всего агрегата. Дефекты деталей:

•  Из-за частичной неисправности блока и шатунов происходит подавляющее большинство поломок коленвала.

Частой ошибкой при проведении плановых работ по обслуживанию двигателя являются отклонения размеров постелей коленчатого вала, что приводит к отклонению рабочей оси колена и последующей деформации. Перед заменой сломанного вала, необходимо отвести блок на дефектовку, так как при установке нового коленвала в старый, не проверенный блок, вы рискуете сместить оси вала. Ведь после поломки постели блока, несомненно, сместились из-за ударной нагрузки.

Также возможны дефекты шатунов, сказывающиеся преимущественно на шейках шатуна, которые могли быть перегреты. В процессе деформации образуется эллипс. Решением данной проблемы является дефектовка блока и шатунной группы. Если произошёл перегрев шорт блока – то детали подлежат утилизации из-за потери прочности, образования неравномерной зернистой структуры в металле.

Повреждение вкладышей встречается крайне редко, но такие случаи возможны. Причиной становятся некачественные детали. Чаще всего в двигатель устанавливаются либо поддельные детали, либо детали от нетурбированных двигателей устанавливаются в силовую установку с турбонаддувом.

Данная проблема встречается не так часто, как износ сопряженных деталей. Излом коленвала в этом случае имеет характерный вид: начало разлома гладкое и ровное, а его продолжение характеризуется рваной и бугристой поверхностью. Накопление напряжений – это процесс свойственный всем металлическим деталям, которые подвержены какому-либо воздействию. Так, усталостные дефекты встречаются у валов размером Р4-Р6, которые были в работе 14-20 лет. При изломе коленвала от напряжения, дефектовка блока обязательна.

• Неправильна балансировка двигателя.

Последствием неправильной балансировки двигателя становится излишняя вибрация, что способствует выходу из строя коленчатого вала. Наиболее часто встречается у крупногабаритной техники с изломом первой шейки или носка. Балансировка и дефектовка двигателя обязательна, по возможности – с применением стробоскопического приспособления.

• Заводской брак.

Для валов отечественного производства не характерны дефекты, полученные при литье и механической обработки. Если в заготовке был дефект литья, то на изломе будет видна полость в виде небольшой раковины. Если коленчатый вал кованный, то в нем могут присутствовать небольшие трещины – волосовины.

• Вкладыши прилипли или их прокрутило

Причины такого дефекта кроются в системе подачи масла или нечастой замене смазывающей жидкости. Эти нарушения приводят к перегреванию и деформации вкладышей. Если данная проблема возникла в двигателе, то кроме его дефектовки необходимо произвести полный осмотр системы подачи масла и шатунной группы.

Очень часто в подобных ситуациях удаётся сохранить коленчатый вал с последующей его шлифовкой.

• Избыточная вибрация двигателя

Данная проблема появляется из-за неравномерности сгорания топливной смеси, нарушений в работе сцепления или неправильной балансировки агрегата. При прохождении резонансного пика мотор может продолжать вибрировать, а может делать это только на определённых оборотах. Ошибочно полагать, что данная проблема имеет временный характер. Слишком велик риск повреждения коленчатого вала. Стоит запомнить, что кустарные способы балансировки двигателя не являются надёжными. Лучше всего обращать внимание на балансировку агрегата с помощью стробоскопа, что убирает риск нежелательных вибраций.

• Частая шлифовка коленчатого вала

Шлифовка не относится к обычному обслуживанию данного изделия. Причиной являются дефекты сопрягаемых деталей. Нормальный период шлифовки коленчатого вала – от трёх лет и выше. При повторной обработке коленчатого вала следует проверить блок и шатунную группу, что увеличит ресурс вала до пяти лет и выше.

• Трещина в коленчатом вале

Изделие с трещиной не подлежит восстановлению. Если мастер предлагает сэкономить и восстановить поврежденную деталь – следует отказаться от услуг данного человека. Процедура восстановления треснувшего вала невозможна, так как она приведет к новым более серьезным дефектам всего двигателя.

Причины отказа и несоосности коленчатого вала судовых двигателей

Коленчатый вал — это промежуточная часть морского двигателя, которая передает мощность рабочего цилиндра от поршневого поршня на вращающийся гребной винт (или генератор переменного тока в случае генератора).

Работа других компонентов двигателя зависит от правильного вращения коленчатого вала, например, распределительного вала для определения времени подачи топлива, порядка зажигания агрегатов и т. Д. Отказ одной части коленчатого вала может привести к остановке двигателя, а также корабля.

Как морской инженер, работающий на судне, следует знать различные причины, которые могут привести к выходу из строя этого важного компонента.

Причины выхода из строя коленвала

Усталостный отказ: В большинстве случаев стальной коленчатый вал выходит из строя из-за усталостного разрушения, которое может возникать при изменении поперечного сечения, например, на кромке масляного отверстия, просверленного в шатунной шейке.

Отказ из-за вибрации : Если двигатель работает с сильной вибрацией, особенно крутильной, это может привести к трещинам в шатунной шейке и шейке

Недостаточная смазка : Недостаточная смазка подшипника коленчатого вала может привести к протиранию подшипника и выходу коленчатого вала из строя.

Цилиндр избыточного давления: Может случиться так, что внутри гильзы есть гидравлический затор (утечка воды), и из-за чрезмерного давления коленчатый вал может проскользнуть или даже погнуться (если предохранительный клапан этого блока не работает).

Трещины : Трещины могут развиваться на галтели между цапфой и перегородкой, особенно между положением, соответствующим 10 часам и 2 часам, когда поршень находится в положении T.D.C.

Причины несоосности коленчатого вала

Коленчатый вал судового двигателя является массивным компонентом, когда он полностью собран в двигателе. Первоначально весь коленчатый вал выравнивается по прямой линии (соединение, проведенное из центра коленчатого вала, образует прямую линию) перед установкой его на верхнюю часть коренных подшипников.

Но со временем из-за различных факторов прямая линия может отклоняться и смещаться. Степень смещения допустима в определенных пределах, но если значение выходит за пределы, указанные производителем; это может привести к повреждению или даже поломке коленчатого вала.

Причины перекоса коленчатого вала —

.

• Повреждение или износ коренного подшипника
• Ослабленный фундаментный болт двигателя, приводящий к вибрации
• Деформация корпуса судна
• Трещина в опоре подшипника
• Ослабление болта коренного подшипника, ведущее к повреждению коренного подшипника
• Очень высокий изгибающий момент на коленчатом валу из-за чрезмерного усилия со стороны поршневого узла
• Посадка корабля на мель
• Взрыв или пожар картера
• Неисправные или изношенные подшипники кормовой трубы или промежуточного вала
• Ослабленные или сломанные штуцеры в фундаменте
• Карманы подшипников с трещинами
• Опорная плита деформирована — повреждена поперечная балка
• Стяжные болты ослаблены или сломаны
• Ослабление конструкции из-за коррозии

Таким образом, рекомендуется регулярно проверять картер и прогиб коленчатого вала (для проверки несоосности).

Изображение предоставлено:

максчевый

Проверка коленчатых валов | 2012-10-17 | Автосервис Профессионал

Независимо от того, какой шатун вы выберете для использования во время ремонта двигателя заказчиком или его новой сборки (бывшего в употреблении оригинального оборудования или нового вторичного рынка), уделите время осмотру коленчатого вала. В случае нового коленчатого вала проверьте размеры и биение. С коленчатым валом, бывшим в употреблении, также необходимо проверить наличие дефектов (трещин). Осмотр коленчатого вала перед установкой проверяет его состояние и позволяет избежать проблем и / или возврата.

Прежде всего, особенно при работе с бывшим в употреблении коленчатым валом, тщательно очистите кривошип, желательно в струйной мойке или в горячем баке. После очистки всегда проверяйте коленчатый вал на наличие дефектов / трещин. Лучше всего это делать на станции магнитопорошкового контроля (широко известной как магнитопорошковая машина (хотя «Magnaflux» на самом деле является торговой маркой, другие производители оборудования, такие как DCM, например, производят оборудование для магнитопорошковой проверки). устанавливается горизонтально на смотровом столе, проходит через круглый магнит большого диаметра и проверяется ультрафиолетовым («черным») светом.Любые трещины легко обнаруживаются, они видны в виде беловатых линий.

Если шатун треснул, даже не обсуждайте этот вопрос — продайте его на металлолом и купите новый. Выполнив сначала проверку на наличие трещин, вы сэкономите время на дальнейшую проверку размеров.

Затем проверьте биение коленчатого вала. Установив коленчатый вал ровно на пару горизонтальных V-образных блоков (опирающихся на переднюю и заднюю коренные шейки), установите циферблатный индикатор на центральной главной шейке, расположив индикаторный щуп немного смещенным, чтобы избежать попадания в отверстие для подачи масла в шейке.Предварительно загрузите индикатор примерно на 0,050 дюйма, а затем обнулите шкалу.

Медленно проверните коленчатый вал, следя за манометром. Запишите свое чтение. Например, максимальная спецификация оригинального оборудования для допустимого биения может быть указана как 0,000118 дюймов. Если шкала индикатора не показывает сотые доли тысячной дюйма, вам будет сложно определить это крошечное число. Вообще говоря, если биение кривошипа менее 0,001 дюйма, вероятно, все в порядке.Если кривошип показывает биение более 0,001 дюйма, его необходимо выпрямить или заменить. Выпрямление кривошипов — это высокоточная задача, которая должна выполняться только квалифицированным специалистом. Кстати, не все кривошипы можно успешно выпрямить.

С помощью микрометра измерьте диаметр основной шейки (в центре шейки) каждой из основных шейок. Запишите свои измерения и сравните их со спецификациями для этого конкретного двигателя.

Опубликованные спецификации будут включать диапазон допуска (макс. / Мин.), Обычно около 0.001 дюйм (например, от 2,558 до 2,559 дюйма). Имейте в виду, что при использовании отремонтированного коленчатого вала основные шейки могли быть переточены до меньшего диаметра для поддержания работоспособности (например, сеть могла быть заточена на –0,010 дюйма заниженного размера).

[PAGEBREAK]

Также измерьте конусность каждой основной цапфы (измерьте площадь цапфы в двух точках, по направлению к передней части журнала и по направлению к задней части). Максимально допустимый конус шейки обычно составляет около 0.0004-дюйм.

Кроме того, не забудьте измерить каждую основную цапфу в нескольких радиальных точках, чтобы проверить, нет ли некруглости. Максимально допустимое отклонение от окружности обычно составляет около 0,000118 дюймов или около того (проверьте характеристики двигателя / модели).

Затем измерьте диаметр каждой шейки стержня в нескольких радиальных точках на каждой шейке стержня. Диапазон допуска (мин. / Макс.) Обычно составляет около 0,0008 дюйма или около того (например, диаметр шейки штока может быть указан как 2,0991 — 2.0999 дюймов).

Измерьте конусность каждой шейки стержня (на каждом конце поверхности шейки). Максимально допустимый конус шейки стержня обычно составляет около 0,0002 дюйма. Также измерьте ширину шейки шатуна (от основания галтеля до основания галтеля — другими словами, передняя часть шейки и задняя часть шейки относительно длины кривошипа) и сравните ее с указанными спецификациями. Если ширина шейки слишком мала, боковой люфт шатуна будет недостаточным.

Если обнаруживаются области за пределами допуска по диаметру шейки, конусности, ширине или овальности, это можно исправить путем повторной шлифовки на специальном шлифовальном станке для коленчатого вала.Чтобы исправить цапфы, вы в конечном итоге перейдете на меньший размер (меньший диаметр, чем у оригинала), и в этом случае вы можете легко приобрести набор меньшего внутреннего диаметра. коренные и / или стержневые подшипники (подшипниковые пары с меньшим внутренним диаметром и более толстыми стенками).

Просто помните, что размер подшипника должен быть одинаковым — если одна основная шейка должна быть повторно заточена, чтобы затем принять коренной подшипник меньшего размера, то все основные шейки должны быть отшлифованы до такого же размера.То же самое и с шатунными подшипниками. Если необходимо уменьшить размер хотя бы одной шейки стержня, то все шейки стержня необходимо отшлифовать до одинакового диаметра. Всегда уточняйте у поставщика подшипников, чтобы сначала узнать, какие подшипники меньшего размера доступны (-0,0005 дюйма, -0,005 дюйма, -0,010 дюйма, -0,020 дюйма и т. Д.). Это определит диаметр переточки.

[PAGEBREAK]

Если бывшая в употреблении рукоятка прошла проверку и вы собираетесь использовать ее повторно (без необходимости повторной шлифовки), каждую шейку можно отполировать на полировальном станке коленчатого вала с зернистостью 400 и ступенчато до 600.Небольшие царапины на поверхности обычно можно удалить полировкой. ПРИМЕЧАНИЕ. Разные производители оборудования могут указывать абразивные материалы разной зернистости для полировки. Цапфы не следует полировать «до зеркала», так как для налипания масла необходимы микроскопические царапины.

Покупка коленвала на замену

У ваших клиентов есть несколько вариантов выбора при покупке коленчатого вала, в том числе новый шатун оригинального производителя, отремонтированный шатун оригинального производителя или шатуны послепродажного обслуживания. Коленчатые валы оригинального производителя доступны с исходным размером хода, в то время как шатуны с характеристиками вторичного рынка предлагаются с диапазоном ходов от спецификации оригинального производителя до более длинных ходов.Производители качественных коленчатых валов на вторичном рынке включают Scat, Eagle, Lunati, Crower, Ohio Crankshaft и другие.

Общие советы

1. Если поверхности шейки повреждены (поцарапаны, поцарапаны, выдолблены, обожжены), требуется дальнейший осмотр. Если царапины достаточно легкие, царапины можно спасти, просто отполировав абразивной бумагой с зернистостью 400, а затем наждачной бумагой с зернистостью 600. Это следует делать на специальном стенде для полировки коленчатого вала, где кривошип вращается с низкой скоростью, а абразивная лента, установленная на рычаге, опускается на шейку.Если повреждение поверхности не может быть устранено полировкой, шейки необходимо повторно отшлифовать с помощью шлифовального круга на шлифовальном станке коленчатого вала.

2. Если основная часть коленчатого вала, шатуны или и то, и другое повторно затачиваются до заниженного размера, коленчатый вал ДОЛЖЕН быть маркирован, чтобы легко идентифицировать любой заниженный размер путем штамповки или вытравливания заниженного диаметра на передней поверхности переднего противовеса. Например, если основные шейки в порядке, но шейки стержней переточены, скажем, на меньший размер 0,010 дюйма, при штамповке или травлении должно быть указано «ROD 010» ИЛИ «R –10» и т. Д., чтобы четко идентифицировать шейки штанг как имеющие меньший размер на 0,010 дюйма. Отрицательный символ (-) перед числом указывает на то, что коэффициент переточки 0,010 дюйма был удален.

3. Также не забудьте проверить все галтели (плечевая зона, где поверхность шейки переходит в противовес или зону бросания). Никогда не следует шлифовать цапфу, чтобы образовался острый угол, поскольку это может привести к повышению напряжения, что может привести к выходу из строя кривошипа.

[PAGEBREAK]

4. Осмотрите все резьбовые отверстия (центральное отверстие в передней части и отверстия для маховика на заднем фланце). Убедитесь, что резьба чистая и не повреждена. Метчик (в отличие от метчика) может очистить эту резьбу, не обрезая и не удаляя слишком много материала резьбы.

5. Осмотрите все отверстия для подачи масла в коренные и стержневые шейки, чтобы убедиться, что они просверлены и не забиты мусором.

6.Что касается масляных отверстий кривошипа, просто удалите заусенцы с отверстий, чтобы сломать все острые края. В течение многих лет для строителей было обычным делом зачистить отверстия по радиусу, но при этом вы получаете слишком много заусенцев, поэтому лучше просто удалить заусенцы с отверстий, удаляя как можно меньше материала.

Примечание о шлифовании малого диаметра

Если коленчатый вал (шатун и / или коренные шейки) необходимо отшлифовать до меньшего размера, это делается на специальной шлифовальной машине для коленчатого вала с использованием шлифовальных кругов определенной ширины.Когда коренные шейки отшлифованы, коленчатый вал устанавливается и вращается «прямо» с нулевым биением. Когда шейки шатунов отшлифованы, так как они смещены от средней линии кривошипа, кривошип регулируется на машине для работы со смещением, при этом шейки шатунов находятся в нулевом положении. Охлаждающая жидкость применяется во время шлифования для охлаждения и очистки поверхностей шейки.

Что касается срока службы кривошипа, если шатун или коренные шейки кривошипа необходимо повторно заточить, скажем, на 0,020 дюйма, вы потеряете исходную твердость поверхности.Хотя некоторые производители (или заказчики) могут предположить, что кривошип больше не может использоваться просто потому, что теряется твердость поверхности, на самом деле это не проблема. Просто отправьте кривошип на азотирование после завершения корректирующего шлифования.

Общие рекомендации по зазору

Начните с 0,0010 дюйма зазора на дюйм диаметра шейки. Например: диаметр шейки 2,100 дюйма X 0,0010 = зазор 0,0021 дюйма. Для высокопроизводительных приложений добавьте 0.0005-дюйм. Если, например, определено, что начальный зазор составляет 0,0021 дюйма, добавьте 0,0005 дюйма для окончательного зазора 0,0026 дюйма. С этого момента увеличивайте зазор, как подсказывает ваш опыт в конкретных приложениях.

ПРИМЕЧАНИЕ. Всегда рекомендуется использовать прибор с круговой шкалой для измерения масляного зазора. Вместо измерения диаметра шейки и последующего измерения диаметра установленного подшипника обнулите калибр отверстия по фактическому диаметру шейки. Когда вы измеряете диаметр подшипника, вы получаете прямое показание зазора без необходимости выполнять математические процедуры, избегая возможных математических ошибок.

Если требуется изменение зазора, не увеличивайте и не уменьшайте зазор, изменяя размер корпуса за пределами допуска. Корпус меньшего размера приведет к чрезмерному раздавливанию подшипника; а корпус увеличенного размера уменьшит защемление и удержание подшипников.

Сегодняшние ведущие производители подшипников используют компьютерное моделирование методом конечных элементов для изучения упругих прогибов всех связанных с подшипниками участков. EHL, или эластогидродинамическая смазка, позволяет инженерам более точно определять влияние динамических сил на силы и масляные зазоры.Такое понимание нагрузок, прогиба металла и влияния на зазор позволило более точно увидеть, что подшипники подвергаются воздействию, и способствует способности инженеров разрабатывать подшипники, которые будут правильно работать в условиях динамических гонок с высокими нагрузками.

[PAGEBREAK]

Если вы действительно хотите придирчиво к подшипникам, обратите внимание не только на предлагаемый зазор, но и на опорную поверхность с точки зрения ожидаемой нагрузки, а также на скорость подшипника, основанную на окружности шейки.

В двигателях более высокого уровня, где вы планируете использовать журналы меньшего размера, вам действительно нужно обращать внимание на грузоподъемность.

Чтобы обеспечить адекватную подачу масла, некоторые производители гоночных двигателей высокого класса иногда просверливают дополнительные отверстия для масла в подшипниках и канавки с частичным радиусом в корпусе или седловой области магистрали, чтобы создать несколько точек подачи масла. Это особенно важно для двигателей, в которых используются подшипники меньшего размера и которые будут испытывать более высокие нагрузки (не пытайтесь делать это дома).

Что касается зазоров в подшипниках, то для уличных двигателей, которые испытывают более высокие нагрузки, некоторые производители обычно используют около 0,003 дюйма для сети и около 0,0025 дюйма для стержней. Для двигателей, которые будут подвергаться сильному нагреву в течение продолжительных периодов времени, таких как двигатели повышенной прочности или судовые двигатели, более узкие зазоры в подшипниках являются нормой, чтобы компенсировать тот факт, что зазоры будут ослабевать в жарких условиях.

В высокоскоростном двигателе с высокой нагрузкой опытные строители имеют тенденцию к довольно сильному раздавливанию (когда вкладыши подшипников сопрягаются друг с другом), сохраняя при этом это в приемлемом диапазоне.Принимая во внимание нагрузку на подшипник, а также прогиб шейки и корпуса, необходимо убедиться, что подшипник надежно удерживается на месте. Если у вас есть масляные пленки с зазором в несколько десятых тысячи, подшипник сильно нагревается. Если у вас нет достаточного давления, вы не получите достаточной теплоотдачи. Избегайте доведения корпусов до максимального размера, чтобы избежать недостаточной теплопередачи.

Когда производитель выбирает коленчатый вал с меньшим диаметром шейки (для уменьшения массы), он иногда модифицирует масляные отверстия шейки коленчатого вала, чтобы подавать больше масла на шатуны.По мере уменьшения диаметра шейки стержня нагрузка возрастает. Чтобы получить дополнительное масло в подшипниках штока, они создают небольшую каплевидную канавку на основных масляных отверстиях кривошипа. Передняя кромка (сторона атаки) масляного отверстия слегка рифленая. Когда коленчатый вал вращается, эта небольшая каплевидная полость заполняется маслом и затем нагнетается в масляное отверстие, увеличивая давление наддува. Это может решить проблемы со стержневыми подшипниками, которые в противном случае испытывали слишком большую нагрузку. Это можно сделать с помощью шлифовального станка, но лучше всего на станке с ЧПУ.Тем не менее, вам нужно обратить особое внимание на размеры каплевидной канавки с точки зрения ширины, длины и глубины. Обычно длина каплевидного паза составляет от 0,300 до 0,400 дюйма. Если канавка будет слишком агрессивной, вы можете начать испытывать недостаток масла в сети. Благодаря особому профилю этой канавки регулируется давление масла в шток.

Опять же, строителю выходного дня здесь не с чем возиться, и уж точно не нужно для уличных приложений.●

Как следить за возможным выходом из строя коленчатого вала судового дизельного двигателя?

Введение

В предыдущих статьях мы узнали о процессе определения прогибов коленчатого вала в морских дизельных двигателях и о том, как интерпретировать и анализировать показания. Мы знаем, что чрезмерно отклоненный коленчатый вал может представлять опасность для двигателя и / или судна в целом, и поэтому нам необходимо знать некоторые важные моменты, которые следует учитывать при обслуживании коленчатого вала, которые обсуждались в этой статье следующим образом.

Виды неисправностей коленчатого вала

Коленчатый вал состоит из нескольких частей, таких как шейка кривошипа, шатунные шейки и шейки, и поэтому возможна неисправность любой из этих частей. Во время обслуживания могут быть различные режимы коленвала. Неисправность может быть связана с трещиной, образовавшейся в любом участке, например, в полотне, штифте или журнале, и в худшем случае деталь может быть полностью сломана. Также может быть случай усадки со скольжением, что будет проблематично.

Кроме того, возможен выход из строя стенки из-за усталости, которая возникает из-за наличия отклонений, выходящих за допустимые пределы, и, следовательно, вызывает изгиб коленчатого вала, вызывая поломки из-за усталости.

Существуют и другие дефекты, которые могут развиться в коленчатом валу, но не связаны напрямую с усилиями, действующими на него, и такие дефекты включают коррозию, задиры и овальность поперечного сечения коленчатого вала.

Наблюдения для предотвращения выхода из строя

Поскольку коленчатый вал может выйти из строя множеством способов, важно знать различные проверки и наблюдения, которые необходимо выполнять регулярно, чтобы такая ситуация не возникала. Ниже приведены некоторые из них. такие важные моменты.

Во-первых, как описано в предыдущих статьях, регулярная проверка центровки коленчатого вала является обязательной, и это помогает обнаружить любые серьезные дефекты, которые находятся в процессе разработки.

Если различия в износе подшипников значительны, это означает, что причина того же должна быть устранена. Иногда это может быть связано с использованием основных подшипников из другого материала, что может быть связано с другим производителем и т. Д.

Поскольку смазочное масло является важным компонентом системы смазки, необходимо следить за тем, чтобы использовалось только чистое масло надлежащего качества. используется масло, которое в противном случае может привести к повреждению подшипников и, в конечном итоге, повлиять на центровку коленчатого вала.Помимо тщательной очистки с помощью очистителя смазочного масла, масло также следует регулярно проверять на значение pH, чтобы убедиться, что оно не является кислым по своей природе.

Поскольку фундаментная плита и фундаментные болты действуют как основание для надлежащей опоры коленчатого вала, оба они должны содержаться в порядке. Болты должны быть должным образом затянуты, при этом следует использовать жесткую опорную плиту, что, конечно же, является больше проблемой конструкции, чем в руках дежурного инженера.

Наконец, поскольку резонанс может вызвать чрезмерные силы, следует проявлять осторожность, чтобы избежать работы судового дизельного двигателя на таких скоростях, которые приводят к возникновению критических частот.

Узнав так много о коленчатых валах в нескольких предыдущих статьях, пришло время перейти к следующему компоненту судовых дизельных двигателей, а именно к поршням.

Коленчатый вал: принципы работы, функции, детали, проблемы

Коленчатый вал — это вращающийся вал, который преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение. Он обычно используется в двигателях внутреннего сгорания для выполнения таких операций. Коленчатые валы состоят из ряда кривошипов и кривошипов, к которым прикреплены шатуны.

Коленчатый вал по крайней мере с одним валом вращается внутри блока цилиндров. Он вращается с помощью коренных подшипников. Шатуны вращаются внутри шатунов с помощью стержневых подшипников.

Как изготавливают коленчатые валы

Коленчатые валы обычно изготавливаются из металла, например, из чугуна. Расплавленный металл заливается в форму во время процесса (литье).

Современные коленчатые валы изготавливаются из кованой стали, которая используется в некоторых высокопроизводительных двигателях. Это делается путем нагревания стального блока до докрасна.Затем он принимает форму с помощью очень высокого давления.

Коленчатые валы изготовлены из кованой стали, чтобы противостоять износу и деформации вращательного движения. Используются легированные термообработанные или нитридные стальные материалы. Шапки коленчатого вала также имеют поверхностную закалку.

Читайте: Компоненты автомобильного двигателя

Функции

Коленчатые валы предназначены для более плавного привода огромных двигателей с несколькими цилиндрами. Линейное движение поршней, переходящее во вращательное движение.

При сгорании топливно-воздушной смеси вырабатывается энергия. Эта мощность преобразуется во вращательное движение коленчатого вала. Поступательное движение поршней через шатун преобразуется в крутящий момент. Затем он передается на маховик

В валу коленчатого вала просверлены отверстия, через которые в двигатель подается масло. Это масло сглаживает движения. Противовесы помогают отрегулировать каркас и уменьшить вес шатуна.

Коленчатые валы также работают как несущие, поскольку в процессе работы они выдерживают некоторую нагрузку.Одна из нагрузок — это сильное напряжение изгиба и скручивания.

Поскольку вращательное движение коленчатого вала постоянно ускоряется и замедляется, добавляются дополнительные нагрузки от крутильных колебаний. Подшипники также подвержены высокому износу.

Компоненты и конструкция коленчатого вала

В состав коленчатого вала входят:

• Основные журналы
• Шатун
• Шатуны
• Противовесы

Коренные шейки несут коренные подшипники и определяют ось вращения вала.

Шатун позволяет прикрепить к нему шатун.

Шатуны соединяют шейки кривошипа с главными шейками.

Противовесы обеспечивают балансировку и крепятся к стенкам.

Конструкция коленчатого вала основана на горючести двигателя и количестве цилиндров. Это также определяется конструкцией двигателя, количеством подшипников коленчатого вала и величиной хода.

Смазка коленчатого вала

Смазка играет важную роль в повышении эффективности двигателя, так как его рабочий механизм включает в себя ограждение двух металлических частей.Предотвращение ненужного износа коленчатого вала, коренные шейки и шейки шатунов ездят на масляной пленке. Эта масляная пленка находится на опорной поверхности.

Масло к коренному подшипнику подается по масляным каналам от блока цилиндров. Он ведет к каждому седлу коленчатого вала, а соответствующее отверстие в вкладыше подшипника собирает масло в шейку.

Как работает коленчатый вал

Работать с коленчатым валом довольно интересно и легко. Между центром коренной шейки и центром пальца коленчатого вала есть расстояние.Это расстояние известно как радиус кривошипа или ход кривошипа. Его измерение определяет диапазон хода поршня при вращении коленчатого вала.

Расстояние от верха до низа называется штрихом. Ход поршня в два раза больше радиуса кривошипа.

Задний конец коленчатого вала выходит за пределы картера и поддерживается фланцем маховика. Этот фланец представляет собой прецизионно обработанную деталь, которая крепится болтами к маховику. Его большая масса обеспечивает плавную пульсацию поршней, срабатывающих в разное время.

Вращение маховика передается через маховик, трансмиссию и главную передачу на колеса. Коленчатые валы привинчены к зубчатому венцу в автоматическом приводе. Он несет гидротрансформатор и передает его в автоматическую коробку передач.

Для большего понимания посмотрите видео о том, как работает коленчатый вал:

Распространенные неисправности коленчатого вала

Проблемы с коленчатым валом возникают редко, только если двигатель находится в экстремальных условиях.Компонент двигателя надежен и крепок, но некоторые общие неисправности включают:

Изношенные шейки : возникает при недостаточном давлении масла. Шейки коленчатого вала контактируют с опорными поверхностями. Это постепенно увеличивает зазор и ухудшает давление масла.

Изношенные шейки могут вызвать серьезные проблемы с двигателем, если не будут приняты соответствующие меры. Это приводит к разрушению подшипников и огромному повреждению двигателя.

Усталость : это когда постоянные силы на коленчатом валу приводят к переломам.Эта проблема обычно возникает на стыке журналов и полотна.

Гладкий радиус галтеля имеет решающее значение для исключения слабых мест, которые приводят к усталостным трещинам. Трещины на коленчатом вале можно проверить методом магнитной сварки.

что такое автомобильное шасси и его значение?

Надеюсь, вы многое узнали из этой статьи. Он содержит функции, типы, проблемы, детали и принцип работы коленчатого вала. Просьба комментировать, делиться и рекомендовать этот сайт другим студентам технических специальностей.Спасибо!

Обнаружение и анализ дефектов испытания магнитными частицами коленчатого вала тяжелого грузовика, изготовленного из микролегированной среднеуглеродистой ковочной стали

[1]

L.M. Alves, P.A.F. Мартинс, J. Mater. Процесс. Technol. 211 (2011) 467–474.

Артикул Google Scholar

[2]

Ф. Чжао, М. Ву, Б. Цзян, К. Чжан, Дж. Се, Ю. Лю, Mater. Sci. Англ. А 731 (2018) 360–368.

Артикул Google Scholar

[3]

Вт.Хуэй, Ю. Чжан, Ч. Шао, С. Чен, Х. Чжао, Х. Донг, Mater. Sci. Англ. А 640 (2015) 147–153.

Артикул Google Scholar

[4]

Б. Цзян, З. Дун, З. Ян, Л. Чжоу, Ю. Лю, Ю. Ван, Пер. Индийский институт Встретил. 68 (2015) 553–559.

Артикул Google Scholar

[5]

X. Xu, Z. Yu, Z. Yang, J. Fail. Анальный. Пред. 11 (2011) 51–55.

Артикул Google Scholar

[6]

H.Канисава, Т. Очи, Nippon Steel Tech. Отчет 81 (2000) 22–28.

Google Scholar

[7]

V. Ollilainen, H. Hurmola, H. Pöntinen, J. Mater. Energy Syst. 5 (1984) 222–232.

Артикул Google Scholar

[8]

Т. Фурухара, Дж. Ямагути, Н. Сугита, Г. Миямото, Т. Маки, ISIJ Int. 43 (2003) 1630–1639.

Артикул Google Scholar

[9]

B.Цзян, М. Ву, Х. Сунь, З. Ван, З. Чжао, Ю. Лю, Met. Матер. Int. 24 (2018) 15–22.

Артикул Google Scholar

[10]

R. Qi, M. Jin, X. Liu, B. Guo, J. Iron Steel Res. Int. 23 (2016) 531–538.

Артикул Google Scholar

[11]

Z. Yang, Y. Liu, L. Zhou, G. Li, D. Zhang, Adv. Матер. Res. 311 (2011) 1648–1652.

Артикул Google Scholar

[12]

А.Ли, С. Луо, Технология ковки и штамповки 40 (2015) 11–20.

Google Scholar

[13]

Y. Ito, N. Masumitsu, K. Matsubara, Trans. Iron Steel Inst. Jpn. 21 (1981) 477–484.

Артикул Google Scholar

[14]

Дж. Се, Д. Ху, Дж. Фу, Х. Лю, Ironmak. Steelmak. 46 (2019) 542–549.

Артикул Google Scholar

[15]

Ю.Ло, Дж. Чжан, З. Лю, К. Сяо, С. Ву, Acta Metall. Грех. (Англ. Lett.) 24 (2011) 326–334.

Google Scholar

[16]

Дж. Лу, Г. Ченг, Б. Тан, Дж. Че, ISIJ Int. 58 (2018) 921–928.

Артикул Google Scholar

[17]

J. Lu, G. Cheng, J. Che, L. Wang, G. Xiong, Met. Матер. Int. 25 (2019) 473–486.

Артикул Google Scholar

[18]

H.Сан, Л. Ли, Дж. Ван, Х. Ченг, Ф. Чжоу, Ironmak. Steelmak. 45 (2018) 708–713.

Артикул Google Scholar

[19]

Х. Сан, Л. Ли, Д. Е, X. Ву. Металл. Матер. Пер. B 49 (2018) 1909–1918.

Артикул Google Scholar

[20]

J.I. Такамура, С. Мидзогути, в: Яги Яги (ред.), IISC. Шестой Международный конгресс чугуна и стали, Институт чугуна и стали Японии, Нагоя, Япония, 1990 г., стр.591–597.

Google Scholar

[21]

Дж. Лу, Г. Ченг, Л. Чен, Г. Сюн, Л. Ван, ISIJ Int. 58 (2018) 1307–1315.

Артикул Google Scholar

[22]

Ф. Ли, Х. Ли, Д. Хуанг, С. Чжэн, Дж. Ю, Met. Матер. Int. 24 (2018) 1394–1402.

Артикул Google Scholar

Литой и кованый коленчатый вал

Что такое коленчатый вал?

Коленчатый вал является основной вращающейся частью двигателя, установлен на шатуне, может совершать (возвратно-поступательное) движение вверх и вниз в циркуляционное движение (вращение) шатуна.Является важной частью двигателя, и его материал изготовлен из углеродистой стали или чугуна с шаровидным графитом, есть две важные части коленчатого вала: коренная шейка, шатунная шейка (и другие). Основная шейка установлена ​​на блоке цилиндров, шатун соединен с большим отверстием, маленькое отверстие шатуна шейки соединено с поршнем цилиндра, представляет собой типичный кривошипно-ползунковый механизм. Смазка коленчатого вала в основном относится к смазке подшипника между коромысла и смазка двух фиксированных точек.Вращение коленчатого вала — источник энергии двигателя. Также является движущей силой всей механической системы.

Анализ причин разрушения коленчатого вала

Поломка коленчатого вала является серьезной неисправностью двигателя, и трещина обычно возникает в местах соединения скругленных углов между шатунным штифтом, главной шейкой и шатуном или другими участками с сосредоточенным напряжением, такими как положение масляного отверстия в цапфе.

Основные причины поломки коленчатого вала:

1.Отдельные пользователи из-за неправильного выбора моторного масла, или не обращают внимания на очистку и замену, долгое использование масла метаморфизма; Серьезные перегрузки, супервисы, вызывающие перегрузку двигателя на длительное время и появляющиеся сбои при прожиге плитки. Коленчатый вал двигателя из-за выгорания плитки сильно изнашивается. Пользователи могли отремонтировать поврежденный коленчатый вал для работы в режиме ожидания и купить установленный новый. Некоторые пользователи больше задумываются о стоимости и времени, найдут небольшую фабрику в окрестностях для ремонта, серьезно займутся наплавкой, обработкой, всей термообработкой и шлифовкой участка коленчатого вала, подверженного серьезному износу.Из-за методов ремонта и технологических проблем в соединительном скругленном углу шатунной шейки, главной шейки и плеча кривошипа будут возникать изменения, вызывающие локальную концентрацию напряжений. Поскольку коленчатый вал изготовлен из стали 45 # с закрытой штамповкой, наплавка также приведет к изменению металлографической текстуры. Таким образом, вышеуказанные два фактора вызовут второй перелом коленчатого вала.

2. После ремонта двигателя зависание сверхвысокой нагрузки без прохождения обкатки и длительное срабатывание перегрузки приведет к превышению допустимого предела перегрузки коленчатого вала.

3. При ремонте коленчатого вала применяется наплавка, нарушается динамический баланс коленчатого вала, а калибровка баланса, вызывающая большую вибрацию двигателя, не приводит к поломке коленчатого вала.

4. Из-за плохих дорожных условий серьезная перегрузка, сверхвысокая нагрузка, также вызывает усталостное разрушение и поломку коленчатого вала из-за крутильных колебаний.

Коленчатый вал литой

Коленчатый вал является одним из ключевых компонентов автомобильного двигателя, хорошие или плохие характеристики напрямую влияют на срок службы автомобиля.Коленчатый вал работает под большой нагрузкой и постоянно меняющимся изгибающим и крутящим моментами, распространенными видами отказов являются усталостное разрушение при изгибе и износ шейки. Следовательно, необходим материал коленчатого вала с высокой жесткостью, усталостной прочностью и хорошей износостойкостью. С развитием технологии чугуна с шаровидным графитом его характеристики были улучшены, качественный и дешевый высокопрочный чугун стал одним из важных материалов для изготовления литого коленчатого вала.

С момента изобретения чугуна с шаровидным графитом в 1947 году, благодаря долгим усилиям, предел прочности на растяжение увеличился до 600 ~ 900 МПа, что приближается к уровню углеродистой стали или превышает его.По сравнению с ковкой из стали, коленчатый вал из чугуна с шаровидным графитом не только отличается простотой изготовления и низкой стоимостью, но также обладает амортизацией, устойчивостью к истиранию и нечувствителен к поверхностным трещинам.

Для высококачественных материалов, таких как QT800, QT900 для литого коленчатого вала, многие производители литых коленчатых валов также провели множество исследовательских экспериментов, в том числе исследование легирования — это еще не все, часто необходимо комбинировать размер коленчатого вала и использовать песок, покрытый железной формой, корпус Процесс литья под давлением, такой как заполнение таблеток для достижения вместе, и процесс формования при производстве коленчатого вала и распределительного вала марки QT600, QT700 имеет большое количество применений и стал тенденцией развития.

Кованый коленчатый вал

Для кованого коленчатого вала, стержня в качестве заготовки, при выборе поверхности разъема следует учитывать удобство формы и использовать симметричный линейный разъем. Чтобы не образовывать складки при формовании, производители штамповки методом капельной ковки должны добавить процесс прокатки перед гибкой; Точность поворота напрямую влияет на управление движением CAM для обеспечения качества формованных деталей, а также на предварительную предварительную ковку перед завершающей последовательностью ковки.Из-за закрытой штамповки штамповка может образовывать заусенцы, окончательно продолжается обрезка. Для сборки требуется два головных вала, так что кованый коленчатый вал будет обрабатываться после ковки методом падения.

Примечания коленчатого вала кованые:
a. использовать меньше или совсем не нагревать заготовку с помощью окислительного нагрева, охлаждая кованые коленчатые валы в антиокислительной среде, чтобы предотвратить вторичное окисление.
б. используйте матрицу для коррекции обрезки, уменьшите деформацию обрезки кованых шпонок коленчатого вала.
c. строгий контроль температуры формы, твердости формы, условий смазки и т. д. Таким образом, увеличивается цикл отказа пресс-формы от износа.

Для получения дополнительной информации о кованом коленчатом валу, следуйте руководству по проектированию кованого коленчатого вала …

Литой против кованого коленчатого вала

Литой коленчатый вал — это однократный процесс формовки, в то время как кованый коленчатый вал нужно ковать много раз. И дальнейшие процессы термообработки тоже не те. С точки зрения внутренней организации характеристики кованого коленчатого вала более стабильны, чем у литого коленчатого вала.Литые коленчатые валы будут иметь ряд дефектов, таких как песчаные дыры, ослабление, сегрегация и т. Д .; Напротив, внутреннее зерно кованого коленчатого вала является однородным, что исключает дефект сырья и дефект ткани и так далее. Таким образом, самая большая разница между литым и кованым коленчатым валом заключается в том, что мы можем добиться лучшей внутренней структуры и уменьшить поломку коленчатого вала.

Кованый коленчатый вал, изготовленный на нашем заводе

Мы являемся богатым и опытным производителем кованых коленчатых валов различных размеров.И мы можем изготовить кованый коленчатый вал по индивидуальному заказу из любых материалов (как выбрать материалы для кованого коленчатого вала), наша техническая команда также даст вам наши предложения, чтобы сделать ваши детали идеальными. Просто свяжитесь с нами, если вам нужен кованый коленчатый вал.

Типы повреждений подшипников двигателя

Подшипники двигателя уменьшают трение между вращающейся частью двигателя и неподвижной частью и поддерживают кривошип. Материал подшипника должен быть чрезвычайно прочным из-за напряжений, вызванных взрывами внутри двигателя внутреннего сгорания.Уменьшение трения частично достигается за счет того, что разнородные металлы скользят друг относительно друга с меньшим трением и износом, чем аналогичные материалы.

Рисунок 1: Подшипник из медного сплава с покрытием, залитый обломками чугуна. На врезке показаны мелкие детали выбоин.

Таким образом, материал подшипников из сплава гораздо лучше удерживает стальной коленчатый вал в движении, чем стальной или чугунный подшипник.

Хотя сам материал может придавать подшипнику двигателя некоторые свойства снижения трения, его характеристики улучшаются за счет смазки между подвижной и неподвижной поверхностями.Еще одна задача подшипников — создавать и поддерживать масляную пленку.

Рисунок 2: Баббитовый подшипник, залитый механическим мусором. На врезке показаны микроскопические детали обломков.

Подшипники обычно очень хорошо удерживают движущиеся части в движении; однако, если подшипник выходит из строя, результаты могут быть катастрофическими.

Рисунок 3: Этот алюминиевый подшипник был поврежден заделкой стеклянных шариков. На этой фотографии показан размер повреждений.

Даже когда они выходят из строя, это обычно не ошибка подшипника.Проведя небольшое исследование, специалист по двигателям или техник может обнаружить и устранить одну из буквально десятков причин преждевременного износа или выхода из строя.

Грязь или мусор

Мусор, например грязь или пыль, может вызвать серьезные повреждения поверхности подшипника. Если она находится в системе смазки, грязь обычно оставляет периферийные царапины и часто остается на поверхности подшипника.

Рисунок 4: Посторонние частицы в футеровке подшипника могут быть результатом неправильной очистки или невозможности замены фильтра и могут включать дорожную грязь и песок.

Обязательно тщательно промывайте систему смазки перед повторной сборкой двигателя, чтобы избежать повреждения подшипников двигателя.

Еще одна причина, по которой грязь может нанести ущерб, — это неочищенные детали двигателя. Посторонние частицы, попавшие между задней частью подшипника и корпусом, вызовут приподнятую поверхность подшипника.

Эта небольшая выпуклость может привести к контакту подшипника с шейкой кривошипа. Всегда следите за тем, чтобы подшипники устанавливались на чистые поверхности.

Недостаточная смазка

Полное отсутствие смазки в картере обычно приводит к заклиниванию подшипника и полному выходу из строя двигателя.Но эксперты говорят, что более частая проблема со смазкой — это просто недостаточное смазывание. Отсутствие надлежащей масляной пленки приведет к контакту металла с металлом, иногда только с одним подшипником или часто с несколькими из них.

Рисунок 5: Смазка жизненно необходима. Это показывает результат сухого старта. Подшипники слева от масляного насоса подвержены наибольшему износу.

Когда подшипник поврежден из-за масляного голодания, вы обнаружите очень блестящую поверхность и следы протирания.

Помните, что разрыв масляной пленки на подшипниках можно увидеть по-разному.Проверьте такие вещи, как заблокированные масляные каналы, неисправный масляный насос, неправильный выбор или установка подшипников, неисправности масляных уплотнений, разбавление топлива (часто вызванное выбросом топлива и воздуха через поршневые кольца) или пенообразование или аэрация, вызванные, по иронии судьбы, переполненный коленвал.

Разборка

Иногда сбои являются результатом простых ошибок установки. Например, если половина подшипника без отверстия для масла неправильно помещена в положение, в котором отверстие необходимо, эта цапфа не будет смазываться.

Рис. 6. Низкая подача масла или масляное голодание — это не просто плохо, это плохо работает внутри двигателя.

Могут наблюдаться и другие типы ошибок сборки. Если шатун или крышка коренного подшипника установлены в неправильном положении или подшипник не установлен на место надежно, смазки будет недостаточно, что приведет к поломке.

Тщательные процедуры установки, конечно, важны во всех аспектах двигателестроения — небрежные ошибки всегда обходятся дорого.

Разрушение подшипника

Термин «раздавливание» относится к внешней силе, создаваемой частью подшипника, которая выступает над отверстием корпуса, когда половины подшипника устанавливаются на место.Этот «дополнительный» материал плотно прижимает наружный диаметр подшипников к отверстию корпуса, когда узел затягивается в соответствии со спецификацией.

За счет увеличения поверхностного контакта между подшипником и отверстием корпуса шатуна раздавливание сводит к минимуму перемещение подшипника, помогает компенсировать деформацию отверстия и способствует теплопередаче.

Рисунок 7: Слишком богатая смесь или прорыв через поршневое кольцо могут привести к разбавлению масла. Этот ущерб можно увидеть здесь.

Проще говоря, раздавливание подшипника — это то, что удерживает подшипник на месте.Думайте об этом, как о том, как положить 10 фунтов чего-то в пятифунтовую сумку. Хвостовик или фиксатор на кожухе, который подходит к седлу, предназначен только для фиксации подшипника во время сборки.

Если сжатие правильное, слегка эллиптические вкладыши подшипников образуют идеальный круг, когда они затягиваются на место. Таким образом, коленчатый вал вращается правильно.

Однако, когда происходит чрезмерное сжатие, дополнительная сжимающая сила заставляет подшипник выпирать внутрь на линиях разъема, вызывая боковой защемление.

Чрезмерное раздавливание может быть результатом попытки уменьшить расход масла путем опускания крышки подшипника, слишком плотной сборки крышек подшипника путем чрезмерного затягивания крепежных деталей или, в некоторых случаях, использования слишком малого количества регулировочных шайб.

Недостаточное сжатие, с другой стороны, приведет к тому, что подшипники не будут надежно удерживаться в отверстии и будут свободно перемещаться вперед и назад внутри корпуса.

Рисунок 8: Чрезмерный износ, наблюдаемый возле линий разъема верхнего и нижнего вкладышей, был вызван смещением крышки подшипника.Это приводит к контакту металла с металлом и износу, вызывающему чрезмерное давление.

Поскольку контакт между задней частью подшипника и отверстием корпуса необходим для охлаждения, это условие означает, что теплоотвод от подшипника затруднен, что приводит к перегреву и износу поверхности подшипника.

Недостаточное сжатие может быть вызвано неправильной попыткой добиться лучшего прилегания путем опиливания разделяющих поверхностей, грязью или заусенцами, удерживающими крышки подшипников открытыми, неправильным затягиванием крепежных деталей во время установки, неправильным определением размера отверстия в корпусе или (при необходимости) использованием слишком много регулировочных шайб в процессе сборки.

Рисунок 9: Скругление происходит, если радиус скругления в углу каждой шейки кривошипа больше необходимого. В этом случае края подшипника могут скользить по этим галтелям, а не аккуратно вставляться между ними.

Другие ключи к выходу из строя подшипников

— На задней части подшипника будут видны блестящие участки из-за его трения взад и вперед. В некоторых случаях обесцвечивание можно увидеть там, где масло пробилось между двумя поверхностями и сгорело.

— Перегрузка может быть вызвана ошибкой оператора транспортного средства.Чрезмерный холостой ход может привести к образованию масляной пленки, которая не сможет выдержать необходимую нагрузку.

— Буксировка двигателя может деформировать картер и / или коленчатый вал, затрагивая шатун и / или коренные подшипники.

— Горячая штанга или чрезмерные нагрузки могут аналогичным образом повлиять на подшипники. Всегда следует соблюдать настройку двигателя и условия эксплуатации и выбирать подходящие материалы подшипников для конкретного применения.

У автомобиля с утечкой масла есть свои проблемы. Но некоторые владельцы транспортных средств, у которых есть легковые или грузовые автомобили, в которых нет утечек масла, находятся в еще более потенциально серьезной ситуации.По крайней мере, утечка дает вам знать, что ему время от времени нужно добавлять масло, при этом свежее масло поддерживает его уровни.

Двигатель, который кажется герметичным, можно не заметить, но по прошествии определенного времени масло начинает разлагаться. Кислоты в масле разрушают поверхность подшипника.

Правильный выбор подшипников будет иметь большое значение для создания успешного двигателя. А проверка зазоров подшипников в сборе, чтобы убедиться, что подшипники не слишком затянуты или не слишком ослаблены, всегда должна выполняться в качестве окончательной проверки, чтобы убедиться, что масляные зазоры находятся в пределах желаемого диапазона для двигателя.

Рис. 10: Когда происходит чрезмерное сжатие, дополнительная сжимающая сила заставляет подшипник выпирать внутрь на линиях разъема, вызывая боковой защемление.