147464 (594360), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Допускаемые отклонения положений осей шатуна на 100 мм длины шатуна: при изгибе - 0,4 мм, а при скручивании - 0,6 мм.

Очень важными операциями при ремонте шатунов автомобильных двигателей являются проверка шатунов на прямолинейность, скрученность и наличие двойного изгиба, рисунок 4, а также правка шатунов в случае необходимости.

а – двойной изгиб; б - изгиб; в - скрученность

Рисунок 4 - Схема различных деформаций шатунов

Проверку шатунов в процессе ремонта, как правило, проводят 3 раза. После соединения поршня с шатуном проводят четвертую проверку для установления правильности сборки.

Первый раз проверяют отремонтированный шатун перед запрессовкой втулки в верхнюю головку и до заливки баббитом установки вкладышей нижней головки.

Второй раз проверяют шатун после запрессовки и подгонки по поршневому пальцу втулки верхней головки.

Третий раз шатун проверяют уже после заливки и растачивания нижней головки установки вкладышей.

2.3.2 Правка шатунов

Правку шатунов проводят 2 раза.

Первую правку выполняют после первой проверки, вторую правку - после второй проверки, но только в том случае, если погнутость или скрученность не будет превышать 0,3 мм на 100 мм длины шатуна. Если после второй проверки будет установлено отклонение более 0,3 мм, то в этом случае шатун не правят, а заменяют втулку.

При исправлении погнутости или скрученности и для предохранения от повторной деформации шатуна во время работы его следует перегибать несколько больше, чем это необходимо, а затем уже доводить до нормы, изгибая его в обратную сторону.

В процессе работы выправленные шатуны вновь несколько деформируются в результате внутренних напряжений, создавшихся при правки. Для снятия этих напряжений выправленный шатун следует нагреть до 150-200 ^оС и выдержать его при этой температуре в течение 2-3 часов. В настоящей работе эта операция опущена.

Рисунок 5 - Контрольный палец с конусом для проверки шатунов без втулок

2.3.3 План составление деффектационной ведомости

1) Заготовить в рабочих тетрадях журнал

2) Собрать шатун с крышкой, положив на каждую сторону по одной
контрольной прокладке, только для шатунов, имеющих регулировочные
прокладки, затянуть гайки шатунных болтов.

3) Проверить шатун на прямолинейность и в случае необходимости
выправить его, рисунок 6.

Рисунок 6 - Проверка шатуна на прямолинейность

Проверка шатуна на прямолинейность проводится следующим образом:

а) вставить в верхнюю головку шатуна конусный палец и затянуть его
ключом;

б) надеть нижнюю головку шатуна на разжимной палец прибора и закрепить шатун в вертикальном положении;

в) поставить на конусный палец контрольную призму так, чтобы проверочные штыри, хотя бы один, вошли в соприкосновение с плитой прибора;

г) при погнутости шатуна верхний проверочный штырь или нижний, один или оба, не будет касаться плиты. В этом случае замерить щупом величину просвета и результат записать в журнал;

д) если величина просвета окажется больше нормы, то шатун следует с прибора снять и выправить на приспособлении, рисунок 7;

е) вторично проверить шатун на приборе и в случае необходимости правку продолжить.

Рисунок 7 - Исправление изгиба шатуна

Проверить шатун на скручивание производится следующим образом:

а) проверить одновременность касания плиты прибора обоими нижними проверочными штырями и, если будет обнаружен просвет у одного из них, щупом за одного из них, щупом замерить его величину и результат записать в журнал;

б) если величина просвета больше нормы, то, не снимая шатун с прибора, выправить его приспособлением, рисунок 8;

в) вторично проверить шатун и в случае необходимости правку продолжить.

По окончании правки вынуть из верхней головки шатуна конусный палец.

Рисунок 8 - Исправление скрученного шатуна

Проверка шатуна на двойной изгиб производится следующим образом:

а) установить и укрепить винтом шатун на раздвижном пальце прибора в вертикальном положении;

б) подвести ограничитель 4 к нижней головке шатуна и закрепить его
винтом;

в) замерить глубиномером расстояние между наружным торцом верхней головки шатуна и проверочной плитой;

г) снять шатун с прибора, повернуть вокруг его оси на 180° и снова укрепить на разжимном пальце прибора так, чтобы нижняя головка вошла в
соприкосновение с ограничителем;

д) вторично замерить зазор между наружным торцом верхней головки
шатуна и плитой;

е) если разница в двух измерениях окажется более 1 мм, то выправить шатун на гидравлическом прессе, после чего вторично проверить на двойной изгиб; по окончании работы снять шатун с прибора.

1- микрометрический глубиномер; 2 - раздвижной палец; 3 - винт; 4 ограничитель; 5- стопорный винт ограничителя.

Рисунок 9 - Проверка шатуна на двойной изгиб

2.4 Расчет конструкции

2.4.1 Расчет болта на прочность

В нашем приспособлении наиболее слабым и уязвимым местом является резьбовое соединение, которое осуществляется резьбовыми крепежными деталями – болтом и гайкой. В данном случае применяется крепежная резьба диаметром 8 миллиметров шагом резьбы 1,5 или 2 миллиметра, обеспечивающая необходимую прочность соединения.

Подавляющее большинство болтов работает со значительной предварительной затяжкой. В результате затяжки болта в его поперечном сечении возникают продольная сила и крутящий момент. Таким образом, стержень болта испытывает растяжение и кручение. Резьба болта подвергается срезу, изгибу и смятию.

При стандартизации резьбовых изделий устанавливают высоту головок болтов и гаек, исходя из равнопрочности их со стержнем болта по резьбе. Поэтому для стандартных крепежных изделий, работающих при статических нагрузках, можно ограничиться расчетом по основному критерию работоспособности – прочности стержня болта при совместном действии растяжения и кручения.

Расчетную площадь, S_р, м², болта, работающего на растяжение или растяжение и скручивание, принимают по расчетному сечению диаметром d_р ≈ d – 0,9Р. Болт рассчитывают только на растяжение, а влияние кручения, возникающего при затяжке, учитывают коэффициентом, k_зат, значение которого зависит от соотношения параметров резьбы d₁, d₂, ψ и приведенного угла трения ρ^/.

При расчетах для метрической резьбы можно принимать k_зат=1,3.

В нашем случае болт поставлен в отверстие с зазором и затянут так, чтобы сила трения, возникающая между поверхностями поверочной плиты, шатуна и крепежной пластины, обеспечивала нормальную работу соединения без относительного смещения деталей.

В этом случае 4

или и, следовательно,

(2.1)

где F₃ – сила затяжки болта, Н,

K=1,2 – 1,5 – коэффициент запаса от взаимного сдвига детали, /4/

Q = 500 ньютонов – сила сдвига, в данном случае она принимается равной средней силе руки человека,

f =0,15 – коэффициент трения между поверхностями соединяемых деталей /4/

Такой болт работает на растяжение и кручение. Учитывая работу болта на кручение коэффициентом затяжки k_зат=1,3, получаем следующую расчетную зависимость:

σ_экв= k_зат∙F₃/(z∙S_p)=4 k_зат∙K∙Q/(π∙f∙z∙d_p²)≤[σ_ср] (2.2)

Используя данную зависимость, мы можем определить расчетное напряжение по следующей формуле 5:

σ_экв=4 k_зат∙K∙Q/(π∙f∙z∙d_p²) (2.3)

где k_зат=1,3 – коэффициент затяжки,

Q – сила сдвига, кПа,

π = 3,14,

z – число болтов,

d_p = 8 – расчетный диаметр, мм.

Здесь расчетное напряжение обозначено σ_экв, МПа, так как оно учитывает совместное влияние нормальных напряжений от растяжения болта и касательных напряжений, возникающих при его кручении.

Подставив полученные значения в формулу 5, получим следующее выражение:

σ_экв=4∙1,3∙1,4∙500/(3,14∙0,15∙1∙(8)²) ≈ 120,8

Расчетное напряжение на болт не превышает допустимых напряжений, значит использование болта диаметром 8 миллиметров для закрепления шатуна допустимо.

2.5.2 Расчет пластины на изгиб под действием силы затяжки болта

Под действием внешних сил, перпендикулярных к срединной плоскости, пластина меняет свою кривизну. Это изменение кривизны происходит, как правило, одновременно в двух плоскостях, в результате чего образуется некоторая слабоизогнутая поверхность двоякой кривизны, так называемая упругая поверхность.

Рассмотрим нашу пластину толщиной h = 2-3 миллиметра, нагруженную постоянной силой затяжки болта F_З = 4333 ньютона, расположенной параллельно оси болта. Деформации перемещения и напряжения, возникающие в пластине, будут также направлены параллельно оси болта.

Прогиб пластины обозначим через ω, мм, а угол поворота нормали через υ, градусы.

Рассчитаем силу сдвига, Q, Н: /5/

Q = Р/2πr (2.4)

где Р – сила воздействующая на пластину, в данном случае она равна силе затяжки болта, то есть Р=4333 Ньютона,

π=3,14,

r – радиус пластины.

Принимаем: /5/

(2.5)

где С^/₁, С₂и С₃ – произвольные постоянные.

В центре, при r = 0, угол υ = 0. Следовательно, поскольку lim r ln r/R=0, постоянная С₂ = 0. Величина C₁ подбирается так, чтобы функции обращалась в нуль при r = R. Это дает C₁ = 0.

Таким образом,

(2.6)

Изгибающие моменты принимаем: 5

(2.7)

(2.8)

Эпюры, построенные по этим формулам, представлены на рисунке 10.

Рисунок 10 – Эпюра моментов M_r и M_t

Как видим, в центре изгибающие моменты обращаются в бесконечность, что является следствием того, что здесь обращается в бесконечность поперечная сила. В центре, таким образом, имеет место, как говорят, неустранимая особенность. В реальных условиях сосредоточенных в точке сил не существует – это лишь схема.

Сила прикладывается по небольшой площадке как на рисунке 11 в зависимости, от величины которой будут возникать большие или меньшие напряжения.

Рисунок 11 – Эпюра моментов M_r и M_t

Прогиб в центре пластины при сосредоточенной силе имеет конечную величину, и схематизация реальных условий приложения сил не вносит здесь противоречий:

(2.9)

Так как при r = R прогиб ω = 0, то

(2.10)

откуда

(2.11)

В центре

Характеристики

Список файлов ВКР