ВВЕДЕНИЕ. · Назначение, конструкция и условия работы шатуна дизеля Д100

ОГЛАВЛЕНИЕ

· Введение

· Назначение, конструкция и условия работы шатуна дизеля Д100........ 14

· Описание характеристик неисправностей и износа деталей сборочной единицы – шатуна дизеля Д100.....................................16

· Ведомость ремонтных работ.......................................18

· Список использованной литературы................................ 19

ВВЕДЕНИЕ

Шатунно-поршневая группа

Дизель 2 Д100.

При малом периодическом ремонте кольца и поршни осматривают через продувочные и выпускные окна во время проворота коленчатого вала пневматическим или электрическим механизмом. При большом периодическом и подъёмочном ремонте шатунно-поршневую группу вынимают из блока, разбирают для очистки деталей от нагара, ремонта колец и пальцев, замены негодных поршней, вставок, головных втулок. При заводском ремонте поршни, кольца и головные втулки заменяют новыми, а остальные детали шатунно-поршневой группы (шатуны, пальцы и др.) восстанавливают до чертежных размеров.

Основными неисправностями шатунно-поршневой группы являются: износ и излом колец, трещины по второму ручью или прогар днища (головки) поршня, ослабление шпилек, трещины во вставке поршня, выработка пальцев и головных втулок шатунов. Признаками появления трещины или прогара днища поршня являются: повышение давления газов в картере, измеряемое дифферен­циальным манометром, отсутствие или значительное понижение уровня масла внутри верхнего поршня (при неработающем дизеле), появление паров белого или матового цвета из сливных патрубков (при провороте вала дизеля без топлива). Износ пальцев, головных втулок и вкладышей влечет за собой увеличение линейной величины, камеры сжатия.

При большом периодическом и подъемочном ремонте вынимают форсунки и измеряют линейную величину камеры сжатия во всех цилиндрах. Линейную величину камеры сжатия измеряют двумя свинцовыми палочками одинакового диаметра (6 мм), уложенными через форсуночные отверстия между поршнями в плоскости, продольной оси дизеля. Линейную величину камеры сжатия получают как среднее арифметическое от толщины оттисков двух палочек. Затем снимают верхний коленчатый вал и вынимают верхние поршни с шатунами. Нижние поршни с ша­тунами вынимают через люки блока. Для этого устанавливают соответствующий кривошип во внутреннюю мертвую точку, разбирают нижнюю головку шатуна и снимают сетку масляной ванны картера.

Установив болты в болтовые отверстия головки шатуна, к ним присоединяют рымы с тросами лебедок привода (рис. 1), при помощи которых поднимают нижний шатун вверх, а кривошип устанавливают в положение, близкое к горизонтальной плоскости. Шатун опускают до выхода поршня из гильзы цилиндра и вынимают через боковой люк, используя полозья.

Рис. 1. Схема постановки нижнего поршня дизеля 2Д100:

1 – рым; 2 – трос; 3 – червячный привод; 4 – хомуты; 5 – защитный кожух; 6 – болт

На шейки коленчатого вала надевают защитные кожуха, а на край люка подкладывают подушку из толстой листовой резины для предохранения деталей от повреждений при выемке. Перед разборкой шатуна с поршнем измеряют их длину (величину А) при помощи приспособления, показанного на (рис. 2). Поршни и шатуны разбирают в поворотном стенде, имеющем четыре фиксированных поло­жения через 90°. Разборку начинают со снятия поршневых колец приспособлением, ограничивающим развод замка до 50 мм. Снятые кольца укладывают в кассету. Отвернув гайки крепления, снимают с поршня сливной патрубок и шатун в сборе со вставкой; выпрессовывают поршневой палец и снимают вставку с ограничительными кольцами, ползушкой и пружиной, проверяют клеймение деталей и укладывают их на стеллаж. Все детали шатунно-поршневой группы, не имеющие клейм одаренности, связывают комплектно или к ним привязывают бирку.

Поршень перед осмотром и дефектовкой очищают от нагара в камерах косточковой крошкой (скорлупа косточек фруктов) до металлического блеска. На очищаемую поверхность (спиральные канавки) направляют струю сжатого воздуха с косточковой крош­кой Применять наждачное полотно или шаберы для очистки боковой поверхности поршня, покрытой полудой, недопустимо во избежание повреждения этого покрытия. Поршни заменяют при обнаружении трещин в днище, ручьях или перемычках между ручьями и повреждении мест постановки шпилек. Поврежденную полуду восстанавливают электролитическим способом. Допускают износ покрытия не более 30 см на юбке поршня. Изношенную сферическую поверхность головки шатуна восстанавливают чугунными притирами с применением карборундового порошка зернистостью 200 – 230. Ползушку притирают к сферической поверхности пастой Прилегание ползушки должно быть непрерывным шириной не менее 4 мм. Ползушку заменяют при наличии трещин или износа более 0,5 мм.Палец поршня, имеющий износ, восстанавливают хромированием с последующей шлифовкой и полировкой до чертежного размера. При износе более 0,25 мм палец восстанавливают раздачей с последующей термической и механической обработкой.

Сварочные работы на шатуне, а также накернивание или наплавка наружной поверхности втулки головки шатуна запрещены.

Шатуны подвергают магнитному контролю, проверке на скручивание тела шатуна и параллель­ность осей отверстий верхней и нижней головки.

Трещины в шатуне не допускают. Скручивание и не параллельность отверстий шатуна проверяют по схеме, показанной на (рис. 3). Сравнивая показания индикатора при измерении величин А и Б, определяют не параллельность отверстий, которую допускают не более 0,20 мм, а по измерениям С и Д (скручивание шатуна) не более 0,30 мм на длине 400 мм. Шатун правят в горячем состоянии с последующей проверкой магнитным дефектоскопом. Шатунные болты контролируют магнитным дефектоскопом. При наличии трещин в любой части болта, срыва ниток, вытянутости, не­правильного профиля резьбы болт заменяют комплектно с гайкой. В процессе ремонта допускают разновес комплектов шатунно-поршневой группы для верхнего или нижнего коленчатого вала не более 500 г. При этом разница в весах шатунов не должна превышать более 600 г, а поршней в сборе со вставками, плитами, сливными патрубками и кольцами – более 250 г. Разновес регулируют подбором деталей и заменой чугунного сливного патрубка алюминиевым (или наоборот) или подгоняют за счет снятия металла в шатуне и вставке по чертежу.

Линейную величину камеры сжатия 4,4 – 4,8 мм и правильное ее расположение относительно оси форсуночных отверстий регулируют при помощи приспособления (рис. 4). Приспособление поз­воляет измерить расстояние от оси форсуночных отверстий до торца поршня, когда он находится во внутренней мертвой точке. Приспособление вместе с эталоном, представляющим собой ложный шатун с поршнем, может быть использовано для определения необ­ходимой длины шатуна с поршнем. Эталоны настраивают с точностью до ±0,01 мм.

Необходимую длину шатуна с поршнем определяют следующим образом. Нижний коленчатый вал проворачивают в такое положение, чтобы шатунная шейка не дошла до внутренней мертвой точки примерно на 10 – 20°. В гильзу цилиндра заводят эталон на размер 750,00 мм и осторожно опускают на шатунную шейку коленчатого вала. В отверстия адаптеров форсунок устанавливают раздвижную оправку диаметром 22 мм. Затем в гильзу цилиндра вставляют приспособление, настроенное на размер 1,4 мм и устанавливают его осторожно на головку эталона. Проворачивая коленчатый вал, пока шатунная шейка вместе с эталоном пройдет внутреннюю мертвую точку, фиксируют момент изменения направления вращения стрелок. Если момент изменения направления вращения большой стрелки совпадет с нулем циферблата, а малая стрелка – с величиной предварительного натяга, то расстояние от оси форсуночных отверстий до головки эталона будет равно 1,4 мм. Расчетную длину шатуна с поршнем данного цилиндра определяют по формуле:

А_н = 750 ± Х,

где Х – величина отклонения стрелки индикатора от нуля.

Толщину пакета прокладок, устанавливаемых между нижним поршнем и вставкой, определяют как разность расчетной длины нижнего шатуна с поршнем и фактической, измеренной перед разборкой шатунно-поршневой группы. Линейную величину камеры сжатия регулируют прокладками верхнего поршня.

Детали перед сборкой тщательно промывают в керосине и продувают сжатым воздухом. Для облегчения сборки вставки нагревают в электрической печи до температуры 100 – 110°. При сборке шатуна со вставкой палец устанавливают фальшивым валиком, имеющим направляющий конус; при этом головка шатуна должна иметь осевой разбег по пальцу в пределах 0,35 – 0,90 мм, а отверстия во вставке под шпильки поршня должны совпадать с пазами в пальце. После сборки измеряют фактическую длину шатуна с поршнем, которую вместе с толщиной прокладок заносят в формуляр дизеля для каждого поршня. Перед установкой шатуна с поршнем проверяют чистоту масляных каналов (рис. 5) по выходу газойля непрерывной струёй из отверстия сливного патрубка. Затем каналы продувают сжатым воздухом. Собранные нижние шатуны с поршнями устанавливают в цилиндровые гильзы в последовательности, обратной выемке, с использованием лебедок (см. рис. 1). Первое кольцо заменяют новым, а замки двух смежных колец смещают один относительно другого на 120°. Зеркало гильзы, кольца и боковую поверхность поршня смазывают тонким слоем дизельного масла.

После установки нижних поршней с шатунами проверяют расстояние от оси форсуночных отверстий до головки нижних поршней всех втулок (Лн), которое должно быть в пределах 1,2 – 1,4 мм. Проверку производят тем же приспособлением (без эталона) и в той же последовательности, как это делают для верхних поршней. При несовпадении стрелок с нулем циферблата расстояние Лн определяют, как алгебраическую сумму величины максимального отклонения и 1,4 мм по формуле:

Лн = 1,4 ± Х,

где Х – величина отклонения стрелки индикатора от нуля.

При необходимости величину Лн регулируют. Верхние поршни с шатунами устанавливают во втулку через кольцо, имеющее направ­ляющий конус. Выступание крайнего маслосрезывающего кольца верхнего и нижнего поршней (при положении в н.м.т.) относительно торца гильзы цилиндров не должно превышать 1,5 мм. После установки верхнего коленчатого вала и соединения его с шатуном проверяют линейную величину камеры сжатия, которая должна быть в пределах 4,4 – 4,8 мм.

Дизель Д50. Шатунно-поршневую группу разбирают для ремонта и замены изношенных деталей при подъемочном и заводском ремонте. Наиболее характерной неисправностью является понижение давления сжатия в цилиндре, которое происходит из-за износа гильз и колец или пригорания последних к ручьям поршня. Чаще пригорают кольца прямоугольного сечения. В настоящее время для удлинения срока службы шатунно-поршневой группы в первые два ручья поршня установлены трапецеидальные кольца.

Рис. 5. Установка для проверки чистоты масляных каналов в шатуне с поршнем дизеля 2Д100:

1 – бак для газойля; 2 – топливоподкачивающий насос; 3 – электродвигатель; 4 – предохранительный клапан; 5 – манометр; 6 – мерные бачки; 7 – проверяемые шатуны с поршнями; 8 – зажимное устройство;

9 – фильтр.

Перед выемкой поршня с шатуном проверяют линейную величину камеры сжатия. Снимают клапанную коробку и цилиндровую крышку, очищают верхнюю часть цилиндровой гильзы от нагара, отвертывают гайки шатунных болтов и снимают крышку шатуна с нижним вкладышем. Сетки масляной ванны для предохранения от повреждения закрывают металлическим листом. Присоединяют приспособление к поршню, находящемуся в в.м.т., и приподнимают шатун для снятия верхнего вкладыша подшипника, после чего осторожно вынимают поршень с шатуном из гильзы. Верхнюю часть цилиндровой гильзы закрывают заслонкой во избежание порчи шеек коленчатого вала и попадания посторонних предметов в масляную ванну.

Поршни устанавливают на стеллаж, снимают кольца, выпрессовывают заглушки, вынимают поршневой палец, после чего снимают поршень с шатуна. При обнаружении дефектов в головной втулке (трещины, ослабление посадки или чрезмерный износ) ее выпрессовывают.

Поршни очищают в камере косточковой крошкой. Овальность отверстий бобышек, превышающую 0,8 мм, устраняют шабровкой. Разработанные ручьи поршня обрабатывают под следующий града­ционный размер. Поршни, имеющие износ в бобышках, трещины, поломанные перемычки между ручьями, оплавленные головки, разработанные ручьи более второго градационного размера, риски и задиры, превышающие допустимые размеры, восстанавливают газовой наплавкой. Ручьи перед наплавкой разделывают, и поршень подогревают до температуры 300 – 320° в электрической печи.

Наплавку выполняют «ванным» способом автогенной горелкой № 6 нейтральным пламенем за один проход, с превышением места наплавки над остальной поверхностью поршня до 5 мм. В качестве присадочного материала для наплавки применяют алюминиево-кремниевые круглые прутки диаметром 10 – 12 мм. Для предотвращения деформации юбки поршня при наплавке отверстий бобышек используют струбцины и распорки. После наплавки поршень обрабатывают до чертежных размеров. Разновес поршней на одном дизеле допускают не более 200 г, а поршней в сборе с шатунами и кольцами – не более 400 г. Поршни по весу разрешают подгонять снятием металла с нижней торцовой поверхности. Прежде чем собрать поршень с шатуном, подбирают заглушки с натягом 0,02 – 0,11 мм. Поршень нагревают до температуры 70 – 100° и старят заглушки. После за­прессовки заглушек проверяют овальность нижней части (юбки) поршня, которую допускают до 0,08 мм.

На поршень надевают компрессионные и маслосрезывающие кольца. В первые два ручья ставят кольца трапецеидального сечения. Замки двух смежных колец смещают один относительно другого на 180°. Боковые поверхности поршня и колец, зеркало цилиндровой гильзы и шатунную шейку смазывают дизельным маслом, и поршень с кольцами опускают в цилиндр через направляющее кольцо. Глубокие выемки в головке поршня под всасывающие клапаны располагают со стороны наддувочного коллектора, а шатун с поршнем допускают в гильзу при положении шатунной шейки.

Дизель М753. Шатунно-поршневую группу дизеля разбирают при заводском ремонте. После снятия блоков поршни нагревают электрической горелкой до температуры 100 – 120°. вынимают поршневые пальцы и отсоединяют главные и прицепные шатуны от коленчатого вала. Изношенную поверхность под палец прицепного шатуна восстанавливают хромированием с последующей шлифовкой. Тол­щина хрома после обработки не должна превышать 0,05 мм. Бронзовые втулки под пальцы поршня и прицепного шатуна заменяют при износе сверх допустимых пределов. Новые втулки запрессовывают с натягом 0,06 – 0,08 мм методом охлаждения втулки или нагревом головки шатуна в электрической печи Отверстие верхней головки под втулку перед ее запрессовкой шлифуют. Проверяют па­раллельность осей головок относительно оси вкладыша нижней головки главного шатуна по схеме, показанной на (рис. 6). Забоины, риски и другие повреждения на теле шатуна зачищают и полируют с плавным переходом на неповрежденную поверхность. Главные и прицепные шатуны и их крышки после полировки проверяют магнитным дефектоскопом.

Рис 6. Схема проверки параллельности осей головок относительно оси вкладыша

нижней головки главного шатуна дизеля М753:

1 и 2 – контрольные валики; 3 – стойка с индикатором; 4 – главный шатун; 5 – прицепной шатун в в.м.т.,

затем гайки подшипника затягивают равномерно до совпадения меток на гайке и крышке подшипника.

Поршни подбирают по весу, чтобы разновес комплекта (12 шт.) с пальцами, кольцами и заглушками не превышал 10 г, а разновес шести комплектов, состоящих из главного и прицепного шатунов с поршнями в сборе, не превышал 20 г. Разновес подгоняют за счет шлифовки средней полки тавра по всей длине. При этом толщину полки допускают не менее 5,7 мм. Установку поршневых колец, монтажные зазоры и натяги сопрягаемых деталей шатунно-поршневой группы производят по данным (рис. 7).

В настоящее время в российском локомотивном хозяйстве используются в основном локомотивы серий:

грузовые: ТЭ116; ТЭ10; ТЭ121; М62.

пассажирские: ТЭП60; ТЭП70.

соответственно самыми распространенными дизелями являются такие агрегаты как: Д100; 10Д100;2Д100;Д49; 11Д49; 11Д45; Д50; и так далее.

Различные силовые установки имеют соответственно различия, как в основных, так и в дополнительных деталях и узлах.

Шатунно-поршневая группа – наиболее важная и главная часть дизеля. Шатунно-поршневая группа непосредственно преобразует энергию взрыва топлива сначала в поступательную, а затем и во вращательную энергию. Главное звено превращения энергии взрыва в поступательную - поршень, а во вращательную – шатун.

В данном курсовом проекте рассматриваются основные неисправности шатуна и методы их устранения и ремонта.

Основными неисправностями всех шатунов являются:

• овальность или конусность любых втулок втулок и головок

• неравномерный износ подшипников из-за однообразности нагрузки или искривления отдельных деталей (в.ч. и искривления тела шатуна)

• потеря торцевого натяга вкладышей шатунных подшипников из-за нагрева и износа бронзовых вкладышей.

Рассмотрим ремонт и восстановление шатунов дизелей типа Д100.

Рис. 7. Кривошипно-шатунный механизм дизеля М753: