Общие сведения

Дефектация поршней, поршневых пальцев и шатунов

Лабораторная работа № 3

Цель работы

1. Приобрести практические навыки установления дефектов и характера износа поршней, поршневых пальцев и шатунов.

2. Предложить технологию и дать технико-экономический анализ ремонта деталей шатунно-поршневой группы.

Задание:

1. Подготовить исходные данные для дефектовки деталей.

2. Определить техническое состояние деталей.

3. Произвести сортировку деталей по результатам контроля.

4. Назначить способ ремонта детали.

5. Оформить отчет о результатах работы.

Техническое оборудование: Слесарные тиски; приспособление для контроля

шатунов на изгиб и скручивание КИ-724; динамометрический ключ с головками, индикаторные нутромеры НИ 18-50, НИ 50-100 (ГОСТ 868-82); рычажные микрометры МР-50, МР-100 и МР-150 (ГОСТ 4381-87); штангенциркуль ЩЦ-И-160-0,05 (ГОСТ 166-89); набор щупов, пальцы, шатуны, поршневые кольца, поршни.

Наибольшему износу в поршне подвергаются поршневые канавки по высоте, причем больший износ происходит по верхней канавке. Причина износа канавок - большие удельные давления поршневых колец на стенки канавок и влияние высокой температуры. Износ поршневых канавок влечет за собой пропуск рабочих и отработанных газов, потерю компрессии, разжижение смазки.

Вследствие износа отверстие под поршневой палец в бобышке поршня становится овальным, причем наибольший износ происходит в плоскости, перпендикулярной днищу поршня. Изношенные поршни из алюминиевого сплава, как правило, не восстанавливаются, а заменяются новыми. Однако в практике ремонтных предприятий мелкосерийного и индивидуального производства приходится прибегать к восстановлению отверстия под поршневой палец развертыванием или тонкой расточкой под соответствующий ремонтный размер поршневого пальца. Канавки поршня могут быть восстановлены проточкой, но при условии, что в запасные части поставляются поршневые кольца увеличенного размера по высоте.

Моторостроительные заводы изготовляют поршни ремонтного размера, устанавливаемые в цилиндры после их растачивания и доводки под соответствующий ремонтный размер. Основные характеристики автомобильных

поршней приведены в табл. 9.

Таблица 9

Модель двигателя	Материал поршня	Твердость НВ	Овальность, мм	Конусность, мм
ЗИЛ-130   ЗМЗ-53   ВАЗ-2108   КамАЗ-740	АК-4   АК-4   АЛ-9   АЛ-9	100-130   100-130   110-140   110-140	0,035-0,050   0,013-0,038   0,008-0,024   0,035-0,045	0,26   0,12   0,08   0,25

Поршневые пальцы изнашиваются по середине и по концам. Заводами выпускаются пальцы номинального и ремонтного размеров. Ремонтируют изношенные поршневые пальцы раздачей под номинальный размер или шлифованием под ремонтный размер. Характеристика поршневых пальцев: материал, твердость после термообработки, ремонтные размеры даны в табл. 10.

Таблица 10

Модель двигателя	Материал поршневого пальца	Твердость HRC	Диаметр, мм	Ремонтные размеры, мм
I	II	III
ЗИЛ-130   ЗМЗ-53   ЯМЗ-236   ВАЗ-2108   КамАЗ-740	Сталь 15Х   Сталь 45Х Сталь 12ХНЗА -   -	58-65   56-62   58-65   58-65   58-65	28-0,01   25-0,01   50-0,012   21,982-0,012   45-0,007	+0,12   +0,08   -   -   -	+0,20   +0,12   -   -   -	-   +0,20   -   -   -

При изготовлении пальцев из малоуглеродистых легированных сталей наружная поверхность пальцев подвергается цементации, закалке ТВЧ, отпуску. Пальцы закаливаются на глубину 1,5 мм.

Основные дефекты шатунов (рис. 20): изгиб и скручивание стержня, износ отверстий нижней головки шатуна, отверстия под втулку и самой втулки верхней головки шатуна, износ и смятие плоскостей разъема торцев плоскостей

под болты в нижней головке шатуна. Шатуны с погнутостью и скрученностью

более допустимой по техническим условиям (Dизг = 0,020 мм на длине 100 мм)

подвергаются правке на приспособлениях.

Шатуны выбраковываются при аварийных изгибах, обломах и трещинах.

Шатуны двигателей ЯМЗ (всех модификаций), кроме того, выбраковывают,

если сильно изношены плоскости разъема нижней головки шатуна.

Рис. 20. Основные дефекты шатуна на примере двигателя ЗИЛ-130:

1 - изгиб или скручивание; 2 - износ отверстия в нижней головке; 3 - износ отверстия под втулку в верхней головке; 4 - износ отверстия во втулке верхней головки; 5 - уменьшение расстояния между осями верхней и нижней головок

Материал, термообработка и твердость шатунов двигателей приведены в табл. 11

Таблица 11

Модель двигателя	Материал шатуна	Твердость НВ	Диаметр отверстия в верхней головке, мм	Диаметр отверстия в нижней головке, мм	Усилие затяжки болтов нижней головки, кгс·м
ЗИЛ-130	Сталь 40Р	217-248	28+0, 007 -0, 003	69,5+0,012	9,0-10,0
ЗМЗ-53	Сталь Г2	288-269	25+0, 007 -0, 003	63,6+0,012	7,5-8,0
ЯМЗ-236	Сталь 40ХФА	288-269	50+0, 020 +0, 014	77,79+0,015	9,0-10,0
ВАЗ-2108	н. д.	н. д.	22-0, 004 -0, 006	51,33+0,015	5,0-6,0
КамАЗ-740	Сталь 40ХН2МА	245-285	45+0, 016	84,995+0,021	12,0-13,0

Для проверки шатунов на изгиб и скручивание используют индикаторное приспособление типа КИ-724 (рис. 21). Это приспособление универсальное, оно позволяет контролировать шатуны двигателей разных марок.

Рис. 21. Приспособление для проверки шатуна на скрученность и изгиб:

а - установка индикаторов; б - установка разжимной оправки; в - проверка шатуна на изгиб; г - проверка шатуна на скрученность; 1 - оправка; 2 и 5 - индикаторы; 3 - плита;

4 - упор; 6 - разжимная оправка; 7 - призма; 8 и 10 - конуса оправки; 9 - разжимная втулка оправки

Призму 7 с индикаторами часового типа устанавливают на оправку 1 (рис. 21, а) и передвигают ее до соприкосновения упора 4 призмы с плоскостью плиты 3 приспособления. В этом положении перемещают индикатор 2 до получения натяга на измерительном стержне в пределах

1,0-1,5 оборота стрелки. Закрепляют индикатор и совмещают нулевое деление шкалы со стрелкой. Поворачивают призму на 180° и также устанавливают индикатор 5.

В отверстие верхней головки шатуна с выпрессованной втулкой вставляют разжимную втулку 9 (рис. 21, б) и закрепляют ее конусами 8 и 10. Шатун

ставят на оправку 1 (рис. 21, в), перемещают его до упора оправки 7 в плиту 3 и закрепляют на оправке. Призму ставят на оправку 6 и при соприкосновении ее упоров с плитой 3 поочередно по отклонению стрелки от нулевого

положения индикатора 2 определяют изгиб шатуна, а по отклонению стрелки

индикатора 5 (рис. 21, г) - скрученность.

Погнутый шатун правят под прессом или в специальном винтовом приспособлении. Скрученность шатуна также устраняют правкой. Шатун зажимают в тиски и правят вильчатым рычагом или специальными рычагами 3 (рис. 22) с винтовым приспособлением. Для получения удовлетворительных результатов правки необходимо применять стабилизирующий подогрев.

Рис. 22. Устранение скрученности шатуна

1 - рукоятка; 2 - винт; 3 - рычаги; 4 - упор; 5 - гайка

После правки шатун подвергается термической стабилизации - нагреву до температуры 400-500 °С и выдержке при этой температуре 1,5 ч. Изношенные втулки верхней головки (Dизн = 0,05 мм) развертывают под увеличенный против

номинального размер пальца или выпрессовывают и заменяют новыми с

последующей обработкой под номинальный размер. Шатуны и крышки с поврежденными торцами разъема шлифуют. В случае износа нижней головки ее

восстанавливают фрезеровкой торца разъема, затем собирают шатуны с затяжкой болтов и растачивают нижнюю головку под номинальный размер с последующим хонингованием или раскатыванием. Этот же дефект может быть

восстановлен гальваническим покрытием (осталиванием) с последующей обработкой.

Дата добавления: 2014-12-25