Ремонт распределительного вала

Распределительный вал изготовляют из стали 13H2A, поверхность кулачков цементуют на глубину 1,3—2,0 мм. Твердость цементованной поверхности HRC≥58; нецементованной НВ 170.

Возможные неисправности детали следующие: износ шеек, износ поверхности буртика упорной шейки, износ вершины кулачков, износ шлицев, повреждение резьбы, прогиб вала и коррозия.

Технологический процесс ремонта распределительного вала состоит из таких операций:

1. шлифования вершин кулачков;
2. наплавки кулачков;
3. шлифования торцов и профилей кулачков, правки вала;
4. шлифования шеек под хромирование;
5. хромирования шеек и буртиков;
6. шлифования шеек после хромирования;
7. полирования;
8. оксидирования.

Износ кулачков допускается до размера h — 50 мм (см. рис. 38). Если размер кулачка не выходит за этот предел, то ограничиваются зачисткой вершины кулачка для придания ей плавной закругленной формы. Вблизи вершины кулачка допускаются следы износа шириной до 3 мм.

Кулачки высотой менее 50 мм наплавляют твердым сплавом сормайт № 2. Перед наплавкой вершину кулачка срезают шлифовальным кругом до размера h = 48 мм. Затем деталь укладывают в призмы специальной ванны так, чтобы подлежащий наплавке кулачок выступал над поверхностью зеркала проточной воды на 7— 8 мм (рис. 115). Температура воды должна быть 30—45° С. После этого вершину кулачка подогревают ацетилено-кислородным науглероживающим пламенем с помощью горелки с наконечником № 4. Рис. 115. Схема наплавки кулачка.

Для наплавки используют прутки диаметром 6 мм, флюсом служит порошок буры или состав с содержанием хлористого натрия. Флюс периодически добавляют в сварочную ванночку. Пруток copмайта помещают под пламенем горелки так, чтобы стекающие капли сормайта покрывали наплавленную поверхность кулачка.

Кулачок, наплавленный сплавом при температуре 870—900° С, быстро погружают в воду, поворачивая вал на 180°.

Разрешается наплавлять не более трех кулачков. Наплавленный слой должен быть плотным, без раковин, пор и трещин. Твердость наплавленного металла должна быть HRC≥48.

После наплавки кулачков вал подвергают отпуску при температуре 200—220° С в течение 30 мин. Затем его правят на призмах под реечным прессом.

При укладке вала 1-й и 6-й шейками в призмы допускается биение рабочих шеек и наружной поверхности шлицев не более 0,07 мм.

Механическую обработку наплавленных кулачков начинают с удаления с помощью шлифовального круга из электрокорунда зернистостью 34—46 и твердостью CM2—C1 наплывов металла на торцовых поверхностях кулачков. Ширина кулачка должна быть 16±0,4 мм. Профильную поверхность кулачка шлифуют кругом из электрокорунда на керамической связке зернистостью 60—80 и твердостью C2—CT1 на специальном профильно-шлифовальном станке по схеме, показанной на рис. 116.

Вал устанавливают в центры и жестко связывают со шпинделем 3, несущим копир 5. Под шейки вала подводят три люнета. Задняя и передняя ведущая бабки станка установлены на столе 6, качающемся вокруг оси 7. Пружина 4 стремится отклонить стол против часовой стрелки, прижимая копир 5 к ролику 2. Распределительный вал, связанный с копиром, совершает качательное движение, и шлифовальный круг 1 придает вершине кулачка нужный профиль. Рис. 116. Схема обработки профиля кулачка.

Для того чтобы сохранить фазы газораспределения при сборке дизеля, не рекомендуется снимать слой металла в местах перехода рабочей части профиля в нерабочую.

Согласно техническим условиям нa регулировку дизеля зазор между затылком кулачка и тарелкой клапана (рис. 117, а) равен 2,34 мм, а расстояние от оси вала до тарелки клапана 20 мм.

Клапан начинает открываться в тот момент, когда точка А1 кулачка коснется тарелки клапана (рис. 117, б) и линия ОА1 будет перпендикулярна плоскости тарелки. Закрытие клапана закончится, когда точка А2 отойдет от тарелки. Допустим, что ОА1 больше ОА2 на величину а. Если клапан открывается своевременно, то закрытие его будет происходить несколько раньше. Ошибку в фазе можно определить из выражения Рис. 117. Схема работы кулачка: а — кулачок в верхнем положении; б — начало открытия клапана.

Если ОА₁ = 17,66 мм и а = 0,1 мм, то β составит 6°. Следовательно, незначительная ошибка в расположении точки сопряжения боковых дуг профиля с параллельными участками вызывает значительный сдвиг фазы; в этом случае регулировка газораспределения дизеля становится невозможной.

Для того чтобы сохранились правильные фазы распределения, ось симметрии кулачка должна быть параллельна оси копира. Установку кулачка относительно копира производят с помощью стрелочного приспособления (рис. 118). По градуированной шкале копир устанавливают в нулевое (неходное) положение. Затем шкалу 6 приспособления устанавливают основанием 1 на качающийся стол против кулачка, который подлежит шлифованию. Скобу 3 стрелки 5 устанавливают так, чтобы упор 4 коснулся затылка кулачка. Покачиванием скобы на угол, ограничиваемый роликами 2, по шкале прибора определяют величину угла колебания стрелки. Распределительный вал поворачивают относительно неподвижного шпинделя до тех пор, пока стрелка не будет одинаково отклоняться вправо и влево от нулевой линии шкалы. После этого вал жестко связывают со шпинделем станка. Таким образом устанавливают каждую пару шлифуемых кулачков. Рис. 118 Стрелочное приспособление.

При шлифовании кулачков не рекомендуется устанавливать вал по делительному устройству станка, так как весьма вероятно, что погрешности деления данного станка не совпадают с погрешностями станков, на которых кулачок шлифовался при изготовлении и ремонте; вследствие этого возможен значительный сдвиг фаз.

Точность обработки кулачка также зависит от формы копира, определяемой профилем кулачка и конструктивными элементами станка.

Изношенные шейки вала (диаметром менее 29,85 мм) восстанавливают хромированием. Для того чтобы шейкам придать правильную геометрическую форму, их предварительно шлифуют. Диаметр шеек после шлифования должен быть не менее 29,65 мм; овальность и конусность не более 0,04 мм.

Для шлифования шеек вала рекомендуется круг из корунда на керамической связке зернистостью 46—60, твердостью C₂—СT₁.

После шлифования гаейки обрабатывают наждачным полотном и промывают бензином. Поверхности, не подлежащие хромированию, изолируют листовым целлулоидом или полихлорвиниловым пластикатом. К одной из средних шеек вала прикрепляют подвесное приспособление, представляющее собой стяжной хомут с крючком. Шейки вала, которые будут хромироваться в первый прием, обезжиривают бензином и кашицей кальциево-магниевой извести. Затем вал промывают холодной проточной водой, подвешивают в ванне для хромирования, декапируют и покрывают блестящим осадком хрома. Толщина хромового покрытия должна быть 0,15—0,20 мм. После промывки вала в дистиллированной и холодной проточной воде приступают к подготовке и хромированию остальных шеек вала. При необходимости также хромируют рабочие поверхности упорных буртиков первой шейки. Хромированные шейки шлифуют. Диаметр шейки после шлифования должен быть равен 30Ш^-0,06_-0,095 мм (см. рис. 38), ширина между буртиками первой шейки 44 Л^+0,34_4+0,17 мм. Овальность и конусность не более 0,03 мм.

При срыве не более двух ниток резьбу в отверстии распределительного вала исправляют метчиком.

Следы коррозии на нерабочих поверхностях вала удаляют полированием войлочным кругом, накатанным корундовым порошком зернистостью 100—120. Для отделки рабочих поверхностей детали до металлического блеска применяют мягкий круг и пасту ГОИ. Отремонтированный вал для предохранения от коррозии оксидируют.