105201 (Коленчатый вал)

31

План

Введение……………………………………………………………………………..3

1. Назначение, конструкция и техническая характеристика коленчатых валов и их подшипников дизеля Д100…………..………..………………………...6

2. Характеристика работ при техническом обслуживания и текущих ремонтах коленчатых валов………………………………………………….8

3. Методы и технология ремонта коленчатых валов и их подшипников дизеля Д100…………………………………………………………………...14

4. Техника безопасности………………………………………………………..29

5. Список использованной литературы………………………………………..30

Введение

Двигатели типа Д100 - вертикальные двухтактные, десятицилиндровые со встречно движущимися поршнями, двумя коленчатыми валами, прямоточно-щелевой продувкой. двухступенчатой системой наддува, струйным роспылом топлива. Двигатели работают на жидком топливе. Двигатели 11ГД100М, 17ГД100А. 17ГД1006 и 15ГД100е работают на газообразном топливе.

Коленчатый вал дизеля работает в очень сложных и тяжелых условиях. Он испытывает значительные усилия давления газов, передающиеся шатунно-поршневым механизмом, от сил инерции поступательно и вращательно движущихся масс, а также усилия моменты, возникающие вследствие крутильных колебаний.

Учитывая сложность изготовления большую трудоемкость при замене коленчатых валов, к материалу и качеству их изготовления предъявляют высокие требования. Коленчатые валы дизелей изготовляют из стали ковкой или штамповкой либо из высоко-прочного чугуна путем отливки. Стальные валы более надежны в эксплуатации, но трудоемки в изготовлении. Поэтому на тепловозах получили распространение литые валы из высокопрочного модифицированного чугуна (дизели типов Д100, Д49). За счет уменьшения отходов на их изготовле­ние затрачивается в три раза меньше металла, чем на изготовление сталь­ных валов. (При изготовлении сталь­ного вала дизеля ПД1М из заготовки массой 13 т в отходы идет около 86 % металла.)

Изготовление коленчатых валов литьем позволяет с наименьшими затратами получить наиболее приемле­мую форму щек кривошипов и более рациональное распределение металла за счет выполнения коренных и шатунных шеек пустотелыми, что умень­шает массу валов при сохранении относительно высокой прочности. Для повышения прочности вала на изгиб галтели шеек вала специально упроч­няют накаткой роликами. Шейки коленчатого вала дизелей типа Д49 азо­тируют для повышения износостойкости.

Коленчатые валы дизелей 10Д100 (нижний и верхний) по конструкции и размерам шеек одинаковы. Отличают­ся они концевыми частями. Валы име­ют по двенадцать коренных и десять шатунных шеек, кривошипы которых смещены каждый друг относительно друга на 36° в соответствии с поряд­ком работы цилиндров, что обеспечи­вает равномерную работу коленчатых валов. Поверхности трения шатунных шеек валов соединены с поверхностя­ми смежных коренных шеек двумя косыми каналами, по которым масло поступает к шатунным подшипникам в двух противоположных точках, обеспечивая надежность смазывания бесканавочных вкладышей, а также охлаждение поршней. Одиннадцатая ша­тунная шейка служит для установки опорно-упорного подшипника. Упором для подшипника является фланец, на обоих валах, служащий одновременно для крепления конической шестерни вертикальной передачи. К фланцу верхнего вала на болтах укрепляется ведущий фланец со шлицами для привода торсионного вала редуктора воздухонагнетателя второй ступени.

К заднему фланцу нижнего вала прикреплен ведущий диск дизель-генераторной муфты. Направляющим кольцевым буртом вал центрируется _в обойме на валу якоря генератора. В передней части нижнего коленчато­го вала установлен антивибратор. Шестерня, устанавливаемая на шпон­ке па верхнем валу, служит для при­вода валов топливных насосов.

Для уменьшения массы вала в шатунных шейках высверлены каналы.

Коренные шейки сплошные. Для подвода масла от коренных шеек к шатунным выполнены наклонные каналы 9 с вставленными в них трубками. На заднем конце вала имеется фланец для присоединения к якорю генератора. Два отверстия во фланце с резьбой служат для рассоединения коленчатого вала и якоря генератора отжимными болтами. Между фланцем отбора мощности и седьмой коренной шейкой установлена разъемная шестерня 8 со спиральными зубьями, передающее вращение распределительному валу, валам топливного и водяного насосов.

На переднем конце вала болтами прикреплен валоповоротный диск 1,

имеющий по наружной цилиндрической поверхности двенадцать глухих отверстий, куда вставляют монтажный лом при повороте коленчатого вала вручную. Внешний торец диска 1 име­ет два выштампованных ушка 2 со сменными кулачками, служащими водилом поводка вала масляного насо­са и шкива привода редуктора венти­лятора охлаждающего устройства.

Назначение, конструкция и техническая характеристика коленчатых валов и их подшипников дизеля Д100

Коленчатый вал вращающееся звено кривошипного механизма, состоящее из нескольких соосных коренных шеек, опирающихся на подшипники, и 1 или нескольких колен, каждое из которых составлено из 2 щек и 1 шейки, соединяемой с шатуном.

Коленчатый вал вместе с блоком ци­линдров является важнейшей базовой деталью дизеля, в значительной степени определяющей срок его службы. Основными неисправностями коленчатых являются: сверхнормативный шеек; трещины и изломы, которые могут быть следствием нарушений при изготовлении или ремонте вала, в частности неправильной установки в подшипниках; выкрашивание, коррозия и износ баббитовой заливки вкладышей; износ вкладышей и потеря торцового натяга; трещины крышек кодах подшипников.

У дизелей типа Д100 при техническом обслуживании ТО-3 открывают верхней крышки блока и картера, убеждаются в отсутствии частиц баббита вблизи подшипников и трещин крышках, проверяют крепление гаек подшипников путем их остукивания молотком, состояние шплинтов. Шплинты в прорезях гаек должны сидеть плотно, а их концы должны быть разведены в горизонтальной плоскости. Определяют плотность посадки вкладышей в подшипниках положению стыков вкладышей, ко­торые должны совпадать с плоскостью разъема крышки подшипника. Кроме того, плотность посадки контролируют путем обстукивания боковых поверхностей вкладышей медным молотком, прикладывая при этом пальцы руки к вкладышу и корпусу подшипника.

Осматривают маслопровод в картере и трубки, подводящие масло на смазку подшипников. Через одно ТО-3 вверяют провисание нижнего коленчатого вала для коренных шеек с 1-й 7-ю, которое не должно превышать 0,005 мм.

Конструкция коленчатого вала

Характеристика работ при техническом обслуживания и текущих ремонтах коленчатых валов

Коленчатый вал в паре с блоком цилиндров являются основными базовыми деталями, определяющими срок службы дизеля. Поэтому вопросам их содержания, ухода и качественного ремонта придается большое значение. Исправная работа коленчатого вала с подшип­никами зависит от правильности укладки коленчатого вала, состоя­ния поверхности его шеек и вкладышей, подачи смазки в нужном количестве и необходимого качества и других условий. Основными неисправностями коленчатых валов являются: излом вала по шейкам или щекам (рис. 1), трещины в шейках вала, чаще по галтели, задир шеек вала, повышенная овальность коренных или шатунных шеек, повреждения элементов соединения вала с антивибратором, приво­дом насосов и распределительных валов, изгиб вала.

Рис. 1 Излом коленчатого вала по ще­ке

Причинами излома коленчатых валов являются: высокий уровень знакопеременных напряжений от изгиба или крутильных колебаний вала, литейные дефекты и дефекты обработки вала (рыхлоты, пори­стости, плены, подрезы). Повышение уровня напряжений на изгиб в шейках и щеках вала происходит в результате образования ступен­чатости смежных опор, увеличен­ного изгиба вала, нарушения урав­новешенности вала (неправиль­ный подбор поршней и шатунов по массе).

Задир шеек вала происходит вследствие: перекрытия отверстий для подачи смазки при провороте ослабших вкладышей подшипни­ков коленчатого вала или выхода из строя масляного насоса и неис­правности реле давления масла, которое служит для остановки ди­зеля с целью предотвращения за­дира шеек вала; попадания абра­зивных частиц между вкладышем и шейкой вала; запуска дизеля без предварительной прокачки масла; разжижения дизельного масла не­сгоревшим топливом, которое при чрезмерной подаче или подтекании форсунок стекает по стежкам цилиндровых втулок в картер дизеля; г попадания охлаждающей воды в дизельное масло при нарушении герметичности уплотнения втулок цилиндров в блоке дизеля, рубашек на втулках, адаптеров, водяных переходников и выпускных коллек­торов.

Изгиб вала бывает двух видов: упругий и остаточный. Упругий изгиб вала происходит под действием сил, действующих от шатунов и вала якоря тягового генератора, при неправильной укладке колен­чатого вала в постелях блока и нарушении центровки валов: колен­чатого и якоря генератора.

Остаточный изгиб коленчатого вала образуется в результате неправильной шлифовки коренных шеек (несоосность шеек) или ре­лаксации остаточных внутренних напряжений, а также неправиль­ной укладки вала при его хранении.

При техническом обслуживании ТО-3 и текущем ремонте ТР-1 через открытые люки блока и картера проверяют: нет ли частиц баббита вблизи подшипников, трещин в крышках, крепления гаек коренных и шатунных подшипников коленчатого вала, положение стыков вкладышей (нет ли проворота), состояние шплинтов. При техническом обслуживании ТО-3 и текущих ремонтах проверяют целостность масляного коллектора и маслоподводящих трубок. При этом прокачку масла маслопрокачивающим насосом производят от постороннего источника тока.

Зазором «на масло» называют суммарный зазор между шейкой вала и вкладышами подшипника (верхним и нижним). При отсут­ствии провисания шейки вала весь зазор «на масло» будет располо­жен между шейкой вала и верхним вкладышем. Эти зазоры измеря­ют щупом вдоль оси вала в вертикальной плоскости с двух сторон (со стороны генератора и со стороны отсека управления), суммируют замеренные зазоры и делят сумму на два. Суммарный зазор «на масло» в опорных и упорном подшипниках дизеля типа Д100 должен быть 0,15—0,23 мм, при выпуске тепловоза из текущего ремонта ТР-3 — 0,15—0,30, из текущего ремонта ТР-2 — 0,15—0,35, из теку­щего ремонта ТР-1 и технического обслуживания ТО-3 — не более 0,45 мм.

На текущем ремонте ТР-3 .коренные подшипники обоих валов дизеля типа Д100 разбирают. Верхний вал (в тех депо, где имеются кантователи, и нижний) снимают. Для этого предварительно снимают переднюю торцовую и верхнюю крышки блока, разбирают шатун-е подшипники и опускают поршни с шатунами на латунные стержни, вставленные в продувочные окна втулок цилиндров. Затем отвер­тывают гайки шпилек крышек коренных подшипников, отсоединяют маслоподводящие трубки, снимают крышки.

Перед снятием коленчатого вала извлекают нижний вкладыш опорно-упорного подшипника с тем, чтобы при перекосе вала во время подъема не повредить подшипник. Блочные (нерабочие) вклады­ши выкатывают специальными пальцами, которые вставляют в сма­зочные отверстия шеек вала. При повороте коленчатого вала на 180° палец выталкивает вкладыш из постели. Вал зачаливают за 2-ю и 9-ю шатунные шейки специальным чалочным приспособлением с за­хватами, транспортируют краном и укладывают на специальную под­ставку, имеющую не менее трех опор.

Шейки коленчатых валов, имеющие овальность и забоины более допустимых значений, а также задиры обрабатывают шлифовкой на специальных станках с последующим их полированием. Шлифуют шейки до следующего градационного размера. Всего установлено семь градационных размеров. Смежные градации отличаются на 0,5 мм друг от друга.

Полируют одновременно все шейки вала на станке. На шейки вала закрепляют хомуты с войлочными подкладками, на которые наносят полировальную пасту. Направление вращения коленчатых валов при полировании должно совпадать с рабочим направлением, в против­ном случае могут возникать задиры шеек вала при работе дизеля. Это явление объясняется следующими причинами: коленчатые валы дизелей типа Д100 изготовляют из высокопрочного чугуна, шарооб­разные глобули графита которого окружены ферритовой оторочкой. Эти оторочки, выходящие на поверхность шейки и заполированные, при движении против направления полирования действуют как зубцы и задирают подшипник, а затем шейку вала. Шероховатость поверхности шеек валов должна быть не ниже 8-го класса.

Для повышения усталостной прочности коленчатых валов галтели шеек накатывают роликами как при изготовлении валов, так и при ремонте в случае перешли­фовки шеек и необходимости уг­лубления галтели, чем срезается накатанный слой. Накатывание галтелей создает в поверхностном слое сжимающие напряжения (рис. 2), повышая запас проч­ности вала.