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

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.

Рис. 2. Эпюра сжимающих напряжений в галтели шейки коленчатого вала, создаваемых накатыванием:

1 — щека вала; 2 -   галтель; 3 - - эпюра напряжений сжатия; 4 — шейка вала

После ремонта коленчатого  вала проводят следующие измерения его геометрии: диаметр шеек, их конусность и овальность; радиус кривошипа шатунных щёк; несоосность коренных шеек (размер изгиба оси вала); для валов (стальных) дизеля Д50, кроме того, определяют развал щёк и биение торцовых фланцев.

В основу метода измерения  несоосности коренных шеек коленчатых валов положен принцип автоколлимации при шаговом измерении ступенчатости коренных шеек по их боковым образующим со свободным провисанием коленчатого вала. Этот метод измерения используется в связи с тем, что коленчатые валы являются гибкими  (вал дизеля типа Д100 при укладке на двух крайних опорах прогибается на 2 мм) и соосность (ступенчатость) их коренных шеек нельзя измерять в вертикальной плоскости. Измеряют на чугунной или бетонной плите с двумя жесткими подставками для вала в виде призм или подшипников и подставкой (штатив) для автоколлиматора. При измерениях коленчатый вал укладывают на вторую и предпоследнюю коренные шейки и таким образом создаются условия для его свободного провисания.

На шейки вала поочередно устанавливают горизонтально по уровню зеркальную марку, перекрестия которой сопоставляют с перекрестиями окуляра автоколлиматора, установленного на плите. Горизонтальные ветви перекрестий совмещают вращением вертикального лимба автоколлиматора и фиксируют (записывают) его показания, по которым подсчитывают несоосность (провисание) шеек вала (смежных) и общий прогиб вала.

При укладке коленчатых валов в крышки коренных опор устанавливают бесканавочные вкладыши. В блок устанавливают вкладыши прежней конструкции. При этом вкладыши устанавливают только в крышки нижнего вала, так как они не имеют отверстий для подвода масла к шейкам вала.

Перед укладкой коленчатого  вала подбирают по толщине вкладыши так, чтобы ступенчатость опор вала не превышала установленных норм. Затем проворачивают нижний (или верхний — при укладке нижнего) коленчатый вал до совпадения меток на зубчатых колесах вертикальной передачи. Комплект блочных (рамовых) вкладышей коренных подшипников (кроме упорного) укладывают в постели бугелей блока по клеймам. Рабочие поверхности вкладышей протирают чистой салфеткой и смазывают дизельным маслом. Вал укладывают на вкладыши так, чтобы совпали метки на зубьях колес верхней части вертикальной передачи и привода топливных насосов. Закатывают упорный подшипник, ставят крышки коренных подшипников с верхними вкладышами и закрепляют гайки коренных шпилек до совпадения меток. Проворачивая вал, устанавливают кривошипы в положения, удобные для сочленения с шатунами, и собирают шатунные подшипники.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Методы и  технология ремонта коленчатых валов и их подшипников дизеля Д100

При текущем ремонте  ТР-1 выполняют  работы, предусмотренные для ТО-3, и, кроме того, делают следующее.

Замеряют щупом суммарные зазоры «на масло» в коренных подшипниках верхнего и нижнего коленчатых валов, а также зазор "в усах". Зазор "на масло" должен быть не более 0,40 мм, а зазор "в усах" — не более 0,25 мм. При больших зазорах соответствующие коренные подшипники разбирают для замены вкладышей. Проверяют провисание нижнего коленчатого вала. Для коренных шеек с 1-й по 7-ю оно не должно превышать 0,05 мм, а для 8— 10-й не должно отличаться более чем на 0,05 мм от значения, указанного в формуляре дизеля при последнем текущем ремонте ТР-3, заводском ремонте или последней переукладке вала. При несоответствии провисания требованиям вынимают рабочие вкладыши соответствующих коренных подшипников и измеряют их толщину, а также проверяют соосность валов якоря тягового генератора и дизеля. Соосность валов дизеля и якоря тягового генератора проверяют через один ТР-1 и при нормальном провисании нижнего коленчатого вала. Проверку выполняют с помощью индикаторного приспособления, ножку которого упирают в ведомый диск муфты. При повороте коленчатого вала через каждые 90° контролируют толщину пакета муфты. Отклонение по индикатору не должно превышать 0,15 мм на полный поворот коленчатого вала.

При текущем ремонте ТР-2 выполняют работы, предусмотренные для ТР-1, и, кроме того, делают следующее. Щупом измеряют суммарные зазоры "на масло" и определяют их разность в коренных подшипниках верхнего и нижнего коленчатых валов, кроме 8— 10-го подшипников нижнего вала. Разность зазоров между рабочими вкладышами и шейками у всех опор верхнего коленчатого вала не должна превышать 0,1 мм, а у нижнего коленчатого вала должна быть не больше допускаемого зазора "на масло".

Разбирают шатунные подшипники коленчатых валов и проверяют их состояние. Разбирают коренные подшипники верхнего коленчатого вала для осмотра и определения ступенчатости, под которой понимают наибольшую разность между толщиной вкладышей одной градации в средней их части (подробно изложено ниже при рассмотрении работ при ТР-3). У рабочих (крышечных) вкладышей ступенчатость должна быть не более 0,05 мм по несмежным и 0,03 мм по смежным опорам.

Демонтируют верхний коленчатый вал. Измеряют износ нерабочего вкладыша 12-го коренного подшипник этого вала. При износе более 0,05 мм вкладыш заменяют.

Вынимают все рабочие вкладыши нижнего коленчатого вала, если у разобранных 4, 8, 10 и 12-го коренных подшипников износ рабочих вкладышей превышает 0,06 мм или ступенчатость составляет более 0,05 мм. Нерабочие (блочные) вкладыши вынимают в случае необходимости. Проверяют прилегание (отсутствие провисания) коренных шеек нижнего коленчатого вала дизеля к рабочим вкладышам, кроме 8—10-го подшипников.

При текущем ремонте ТР-3 разборке деталей коренных подшипников предшествует проверка зазоров. Для этого снимают люки кузова тепловоза. Демонтируют верхнюю крышку блока, крышку отсека управления так, чтобы не допустить повреждения прокладок и крышки смотровых люков нижнего коленчатого вала. Снимают трубки подвода масла к коренным подшипникам верхнего коленчатого вала и их уплотнительные кольца. Отверстия масляного коллектора закрывают заглушками, поставив их на шпильки крепления трубок.

Проверяют осевой разбег коленчатого вала в упорном подшипнике путем измерения или определения при помощи щупа зазора между буртом подшипника и щекой вала. Перед измерением осевого разбега вала проверяют зазор между буртами вкладыша и крышкой или постелью блока (на обе стороны), который должен быть 0,078—0,120 мм. Для измерения осевого разбега вала его сдвигают в сторону генератора, прикрепляют специальное приспособление к  картеру или   блоку,  а в щеку вала упирают стержень индикатора. Отклонение стрелки индикатора при сдвиге вала в противоположную сторону подзывает   величину   осевого   разбега вала,   который   должен   быть 0,1 0,50 мм.

При помощи щупа измеряют чину суммарных зазоров "на масло'' коренных подшипников верхнего и нижнего коленчатых валов и разность этих зазоров отдельно для каждого вала. Зазор замеряют с двух сторон подшипников в точках, расположенных в вертикальной плоскости, проходящей через ось коленчатого вала. Зазор "в усах" замеряется на расстоянии 12 мм вверх и вниз от горизонтальной плоскости, проходящей через ось коленчатого вала (плоскости разъема).

Для измерения суммарного зазора "на масло" в коренном подшипнике шатунную шейку коленчатого вала устанавливают сначала в нижнюю (внешнюю), а затем в верхнюю (внутреннюю) мертвые точки. Поворот коленчатого вала производят при помощи специального электропривода к валоповоротному механизму дизеля. Под суммарным зазором "на масло" понимается сумма двух зазоров — между шейкой вала и блочным вкладышем (зазор А) и между шейкой и крышечным вкладышем (Б). Указанные зазоры измеряют с двух сторон — со стороны генератора и со стороны отсека управления, при этом за фактический зазор А и Б принимают среднее арифметическое результатов произведенных замеров. Например, если зазор между шейкой вала и нерабочим (блочным) вкладышем 9-й опоры нижнего коленчатого вала со стороны генератора равен 0,16 мм, а со стороны отсека управления — 0,20 мм, то зазор А составляет (0,16 + 0,20)/2 = =0,18 мм. Зазор между шейкой вала и рабочим (крышечным) вкладышем со стороны генератора равен 0,08 мм, а со стороны отсека управления — 0,06 мм. Значит зазор Б составляет 0,07 мм. Тогда суммарный зазор "на масло" в подшипнике 9-й опоры нижнего вала (А + Б) равен 0,18 + 0,07 = 0,25 мм. Разность суммарных зазоров "на масло" у подшипников всех опор отдельно верхнего и нижнего коленчатых валов не должна превышать 0,10 мм. Щупом замеряют зазор "в усах", который должен быть 0,12—0,25 мм.

"Провисание вала" проверяют путем измерения щупом зазора между шейками нижнего коленчатого вала и рабочими вкладышами у 1—7-й опор. Измерение производят в вертикальной плоскости, при этом шатунная шейка должна находиться в положении, соответствующем внутренней мертвой точке. Зазор между рабочим (крышечным) вкладышем и шейкой коленчатого вала допускается не более 0,05 мм. Для 8—10-й опор нижнего коленчатого вала этот зазор лимитируется суммарным зазором "на масло"; кроме того, необходимо, чтобы между нерабочими (блочными) вкладышами и коренными шейками нижнего вала этих опор зазор составлял не менее 0,03 мм.

Разборка коренных подшипников верхнего коленчатого вала. После снятия крышек люков и трубок производят дополнительную разборку карданного вала привода редуктора охлаждения тягового генератора и демонтаж торсионного вала. Затем при помощи специального электропривода валоповоротного механизма поворачивают валы дизеля так, чтобы 2-я и 9-я шатунные шейки верхнего коленчатого вала оказались и верхнем положении. На торцах спаренных шестерен краской наносят метки их взаимного расположения для сохранения установленной регулировки дизеля. Эти метки ставятся: на шестерне коленчатого вала и спаренных с ней двух промежуточных шестернях привода распределительных валов топливных насосов с одновременной надписью буквы В (вал); на спаренных шестернях кулачковых распределительных валов топливных насосов и промежуточных шестернях с надписью буквы П (привод); на спаренных шестернях верхнего коленчатого вала и верхнего вала вертикальной передачи; на спаренных шестернях нижнего коленчатого вала и нижнего вала вертикальной передачи.

Предварительно отвернув гайки, снимают крышку упорного подшипника вместе с вкладышем. Выпрессовку вкладыша из постели блока производят с помощью специального приспособления (рис. 3), изготовленного из бронзы и устанавливаемого в сверление коленчатого вала так, чтобы головка приспособления не касалась поверхности постели вкладыша в блоке цилиндров. Поворачивая коленчатый вал при помощи валоповоротного механизма, выводят вкладыш из постели.

 

 

 

Рис. 3. Приспособление для выпрессовки опорного (а) и упорного (б) блочных вкладышей: 1 — вал; 2 — приспособление

 

Затем снимают крышки опорных подшипников вместе с вкладышами. Для отворачивания гаек крепления крышек подшипников используют пневмогайковерт или специальные ключи с двенадцатигранным зевом (рис.

4) Крепежные детали подшипников (болт—гайка, шпилька—гайка) спарены и имеют метки окончательной затяжки в виде рисок или кернов. Чтобы не перепутать детали этих пар, снятые болты или шпильки хранят вместе с навернутыми на них гайками.

Для снятия крышек шатунов  верхнего коленчатого вала укрепляют на шатуне трос подъемного приспособления, отворачивают гайки и вынимают шатунные болты, снимают крышку подшипника с вкладышем и опускают поршень с шатуном в цилиндр. Для того чтобы поршень с шатуном не могли упасть в цилиндр, их выставляют на опорном стержне.

После этого коленчатый вал поворачивают так, чтобы его 2-я и 9-я шатунные шейки оказались в верхнем положении, и, зачалив вал за эти шейки снимают его с дизеля и укладывают на стеллаж. Для предохранения от повреждения и загрязнения предварительно каждую шейку вала закрывают брезентовым чехлом. Вкладыши опорных подшипников вынимают из постелей блока и укладывают на стеллаж. Все детали коренных подшипников, снятые с дизеля, промывают в ванне с керосином и продувают сжатым воздухом. Измеряют толщину всех вкладышей с точностью до 0,01 мм и записывают в карту измерений. Измерение толщины вкладышей производят микрометром со сферической пяткой в средней части с двух сторон по одной образующей на расстоянии 20 мм от боковых поверхностей, а для упорных подшипников — на расстоянии 30 мм от торцов.

Аналогично производят разборку и обмер подшипников нижнего коленчатого вала.

Рис. 4. Ключи для разборки и сборки коренных подшипников:

1 — ключ для силовой затяжки гаек коренных подшипников верхнего коленчатого вала; 2 — ключ для предварительного заворачивания гаек коренных подшипников; 3 — ключ для силовой затяжки гаек коренных подшипников нижнего коленчатого вала; 4 — труба

 

 

Демонтированные болты, гайки и  шпильки подвергают тщательному осмотру. При наличии сорванной резьбы, крупных забоин на ней, волосовин или плен болты и шпильки заменяют комплектно вместе с гайками. Болты крепления крышек подшипников нижнего коленчатого вала проверяют магнитным дефектоскопом и в случае обнаружения трещин заменяют вместе с гайками. Смятую опорную поверхность гайки зачищают шабером и проверяют ее прилегание к крышке по краске. При затяжке болтов или шпилек допускаются не более двух разрывов отпечатка по окружности длиной не более 3 мм каждый. В случае зачистки опорных поверхностей гаек, болтов или крышек подшипников метки окончательной затяжки ставят заново.

Демонтированные или  новые вкладыши коренных подшипников опускают на 3—5 мин в масло, нагретое до температуры 50—80 °С, затем протирают насухо чистой безворсовой салфеткой и покрывают меловым раствором. После высыхания раствора вкладыш обстукивают деревянным молотком по тыльной части. Дребезжащий звук указывает на отставание баббита, а потемнение мела из-за выступившего масла — на наличие трещин.