Правка коленчатого вала

Перед шлифованием шеек коленчатый вал подвергают правке.

Чтобы установить величину и направление прогиба, деталь укладывают на призмы пресса на вторую и восьмую коренные шейки и с помощью индикатора измеряют биение коренных шеек. Величину и направление прогиба вала отмечают мелом на щеках вала.

Искривления коленчатых валов вызываются остаточными напряжениями в металле из-за:

холодной правки под прессом;
поверхностной термической обработки и
механической обработки со снятием неравномерных припусков.

При эксплуатации вала остаточные напряжения под действием переменных нагрузок снижаются. Изменение распределения напряжений может также вызвать деформации вала.

В результате правки коленчатых валов при ремонте обеспечивается:

увеличение числа ремонтов и общий срок службы вала, так как при шлифовании правленого вала снимается минимальный слой металла;
уменьшение трудоемкости механической обработки вала и расходования абразивных кругов.

На ремонтных предприятиях применяют два способа правки коленчатых валов:

внешним статическим усилием под прессом и
местным наклепом щек.

Основной недостаток правки коленчатых валов под прессом следующий. Под действием изгибающей силы, приложенной к одной шейке, происходит местная пластическая деформация в наиболее податливом месте и сосредоточение остаточных напряжений у галтелей; это вызывает снижение усталостной прочности. Поэтому этот способ правки применяют лишь при значительном прогибе коленчатых валов, имеющих достаточный запас прочности; коленчатые валы с малым прогибом править под прессом не рекомендуется.

Коленчатые валы дизелей типа B2-300 и Д6, имеющие прогиб более 0,3 мм, правят под прессом по схеме, показанной на рис. 108.

В том случае, если прогиб коренных шеек вала расположен в одном направлении и имеет наибольшее значение у четвертой (IV) или пятой (V) коренных шеек, вал устанавливают на призмы второй (II) и восьмой (VIII) опоры (рис. 108, а) и правят, прилагая нагрузку к пятой (V) шейке. Призмы сделаны разъемными. Подставка призмы имеет широкую опорную площадку и боковые щеки. В отверстие одной из них ввернут фиксатор, входящий в гнездо бруса пресса.

Верхняя часть призмы представляет собой отдельную деталь и может наклоняться относительно нижней подставки на небольшой угол до выбора зазора между ними с одной из сторон. При такой конструкции призма разгружается от горизонтальной составляющей усилия, возникающего при правке вала.

Если прогнуты отдельные участки вала и стрелы прогиба имеют разные направления, то вал правят в два приема. Прогиб передней части вала устраняют, приложив нагрузку к третьей (III) шейке при установке детали на первую (I) и пятую (V) шейки (рис. 108, б). Чтобы выправить вторую половину, вал укладывают на четвертую (IV) и восьмую (VIII) коренные шейки, а нагрузку прилагают к шестой (VI) шейке (рис. 108, в).

Рис. 108. Схема правки вала: а - правка при прогибе коренных шеек в одном направлении; б — правка первого учлетка вала; в — правка второго участки вала.

Вал нагружают таким образом, чтобы oн прогнулся в обратном направлении на 3 мм. После снятия нагрузки вновь проверяют индикатором биение всех шеек вала. В случае надобности деталь правят повторно, увеличивая упругий прогиб до 5 мм.

Ввиду упругости вала величину обратного прогиба принимают в 10—15 раз больше устраняемого. Под нагрузкой пресса вал выдерживают 1—2 мин.

После правки вал подвергают магнитному контролю на отсутствие трещин.

Для уменьшения изменения формы правленого вала в процессе эксплуатации и при хранении прибегают к следующим мероприятиям:

детали выдерживают для обеспечения естественного старения;
при правке вала применяют небольшой обратный компенсирующий прогиб;
применяют низкотемпературный отпуск.

Когда величина прогиба уменьшается до 0,3 мм, окончательную правку выполняют методом наклепа щек. Наклон производят по щекам в местах, показанных на рис. 109.

Рис. 109. Схема правки выа методом наклепа щек: а—б, c—d — оси шеек до правки; a'-b', с'—d' — оси шеек после правки.

При наклепе щек используют специальную угловую надставку к пневматическому молотку (рис. 110). Разрезной корпус 1 зажимают винтами на шейке молотка. Его ударник действует на боек 3, посаженный на ось 2. Конец молотка свободно входит между щеками вала. Боковой выступ бойка ударяет по щеке вала.

При правке наклепом деформация вала происходит не в зоне концентрации рабочих напряжений. После правки усталостная прочность валов почти не изменяется. Вследствие весьма малых деформаций щек в детали наблюдаются незначительные смещения, и поэтому повышается точность правки.

Кроме того, обеспечивается большая устойчивость полученной правкой формы оси вала. Необходимая остаточная деформация для устранения биения вала может быть получена суммированием деформаций, вызванных наклепом на нескольких щеках. Oсь вала получается плавная, без изломов.

Рис. 110. Надставка к пневматическому молотку для правки коленчатого вала.

Коленчатые валы с пространственно изогнутой осью (с биением в нескольких плоскостях) подразделяют на две группы:

Первая группа — плоскости кривизны в отдельных шейках смещены одна относительно другой на угол не более 45°. Правку таких валов производят в средней плоскости, в сечении с наибольшим биением.

Вторая группа — плоскости кривизны смещены одна относительно другой на угол более 45°. Правку валов этой группы производят последовательно в обеих плоскостях искривления, начиная с большей величины искривления.

После правки биение коренных шеек и шеек носка вала должно быть не более 0,1 мм и биение хвостовика — до 0,08 мм.