Восстановление вкладыша подшипника MAN K6Z 57/80

Cуществует два основных типа двигателей: двухтактные и четырехтактные. В двухтактных двигателях все рабочие циклы (процессы впуска топливной смеси, выпуска отработанных газов, продувки) происходят в течении одного оборота коленвала за два основных такта. У двигателей такого типа отсутствуют клапаны (как в четырехтактных ДВС), их роль выполняет поршень, который при своем перемещении закрывает впускные, выпускные и продувочные окна. Поэтому они более просты в конструкции.

Мощность двухтактного двигателя при одинаковых размерах цилиндра и частоте вращения вала теоретически в два раза больше четырехтактного за счет большего числа рабочих циклов. Однако неполное использование хода поршня для расширения, худшее освобождение цилиндра от остаточных газов и затраты части вырабатываемой мощности на продувку приводят практически к увеличению мощности только на 60...70%.

Двигатель состоит из картера, в который на подшипниках с двух сторон установлен коленчатый вал и цилиндра. Внутри цилиндра движется поршень - металлический стакан, опоясанный пружинящими кольцами (поршневые кольца), вложенными в канавки на поршне. Поршневые кольца не пропускают газов, образующихся при сгорании топлива, в промежутке между поршнем и стенками цилиндра. Поршень снабжен металлическим стержнем - пальцем, он соединяет поршень с шатуном. Шатун передаёт прямолинейное возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. Далее уже, в частности на мотороллере, вращательное движение передается на вариатор.

Смазка всех трущихся поверхностей и подшипников внутри двухтактных двигателей происходит с помощью топливной смеси, в которое подмешано необходимое количество масла. Топливная смесь (желтого цвета) попадает и в кривошипную камеру двигателя (это та полость, где закреплен и вращается коленчатый вал), и в цилиндр. Смазки там нигде нет, а если бы и была, то смылась топливной смесью. Вот по этой причине масло и добавляют в определенной пропорции к бензину. Тип масла используется специальный, именно для двухтактных двигателей. Оно должно выдерживать высокие температуры и сгорая вместе с топливом оставлять минимум зольных отложений.

Принцип работы двухтактного ДВС:

1. Такт сжатия. Поршень перемещается от нижней мертвой точки поршня (в этом положении поршень, далее это положение называем сокращенно НМТ) к верхней мертвой точке поршня (положение поршня, далее ВМТ), перекрывая сначала продувочное, а затем выпускное окна. После закрытия поршнем выпускного окна в цилиндре начинается сжатие ранее поступившей в него горючей смеси. Одновременно в кривошипной

камере вследствие ее герметичности и после того как поршень перекрывает продувочные окна, под поршнем создается разряжение, под действием которого из карбюратора через впускное окно и открывающийся клапан поступает горючая смесь в кривошипную камеру.

1.1. Такт рабочего хода. При положении поршня около ВМТ сжатая рабочая смесь воспламеняется электрической искрой от свечи, в результате чего температура и давление газов резко возрастают. Под действием теплового расширения газов поршень перемещается к НМТ, при этом расширяющиеся газы совершают полезную работу. Одновременно, опускаясь вниз, поршень создает высокое давление в кривошипной камере (сжимая топливо-воздушную смесь в ней). Под действием давления клапан закрывается, не давая таким образом горючей смеси снова попасть во впускной коллектор и затем в карбюратор.

1.2. Когда поршень дойдет до выпускного окна, оно открывается и начнется выпуск отработавших газов в атмосферу, давление в цилиндре понижается. При дальнейшем перемещении поршень открывает продувочное окно и сжатая в кривошипной камере горючая смесь поступает по каналу, заполняя цилиндр и осуществляя продувку его от остатков отработавших газов.

1.3. Далее цикл повторяется. Стоит упомянуть о принципе зажигания. Так как топливной смеси нужно время для воспламенения, искра на свече появляется чуть раньше, чем поршень достигает ВМТ. В идеале, чем быстрей движения поршня, тем раньше должно быть зажигание, потому-то поршень от момента искры быстрее доходит до ВМТ.

1.4 Общая разборка двигателя внутреннего сгорания

Разборку двигателя выполняют как в судовых, так и в цеховых условиях, объем ее определяется видом ремонта. Полную разборку проводят при капитальном ремонте.

Перед разборкой двигателя проверяют состояние механизма газораспределения, измеряют раскепы коленчатого вала (до разобщения вала двигателя с валопроводом); проверяют после разобщения соосность коленчатого и упорного валов (либо упорного и первого промежуточного валов, если упорный соединен вместе с коленчатым), наличие рисок, определяющих мертвые точки (при их отсутствии наносят риски на моховике или фланце коленчатого вала); измеряют зазоры между роликами толкателей топливных насосов и кулачными шайбами, а также в механизме газораспределения.

Укрупненно технологическую последовательность разборки главного двигателя можно представить в следующем порядке:

1. Во избежание самопроизвольного проворачивания двигателя от гребного винта и пусковой системы включают валопоротное устройство, спускают воздух из пусковой системы и оставляют открытыми продувочные и индикаторные краны;

2. Открывают и удаляют крышки картера и кожухи распределительного вала;

3. Разбирают и снимают трубопроводы - топливный, масляный, водяной, воздушный, всасывающий и выхлопной. Чтобы в трубопроводы не могли попадать грязь и посторонние предметы, в отверстия труб и фланцев ставят деревянные пробки;

4. Восстанавливают отметки мертвых точек мотылей коленчатого вала;

5. Определяют линейные величины камер сжатия и заносят в формуляр доремонтного состояния двигателя;

6. Проверяют правильность установки газораспределения всех цилиндров и результаты проверки заносят в формуляр доремонтного состояния двигателя;

7. Разбирают и снимают тяги и валики привода регулятора, топливных насосов и реверсивного устройства;

8. Разбирают соединительные валики и снимают стойки с клапанными рычагами и толкателями;

9. Удаляют клапаны и форсунки рабочих цилиндров;

10. Снимают кожух передаточных шестерен, отмечают положение шестерен и измеряют зазоры между зубцами; после этого снимают шестерни. Если привод цепной, то после осмотра разбирают его;

12. Разбирают распределительные и передаточные валы;

13. Снимают масляный и воздушный холодильники;

14. Отвертывают гайки и снимают цилиндровые крышки;

15. Разбирают и снимают систему охлаждения поршней, а также трубопроводы смазки и охлаждения, расположенные в картере двигателя;

16.Отвертывают стяжные болты и снимают нижние половины мотылевых подшипников;

17. Поочередно ставят мотыли коленчатого вала в верхнюю мертвую точку (ВМТ), ввертывают в головки поршней рамы или закрепляют скобу в имеющихся нарезных отверстиях и при помощи стропов вынимают поршни вместе с шатунами из цилиндров;

18. Разбирают продувочный насос;

19. У двигателей, имеющих отдельные рабочие цилиндры, снимают последние (в случае необходимости);

20. Разъединяют коленчатый вал, валопровод и снимают маховики;

21. Если разборка коленчатого вала в картере затруднена, снимают станину или блок цилиндров (в зависимости от конструкции двигателя);

22. Микрометрическим штихмассом или специальным индикатором измеряют раскепы между щеками коленчатого вала: полученные данные заносят в формуляр доремонтного состояния двигателя;

23. Вскрывают рамовые подшипники коленчатого вала и микрометрическим индикатором определяют бой рамовых шеек вала; результаты заносят в формуляр доремонтного состояния двигателя:

24. Посредствам контрольной скобы определяют посадку коленчатого вала относительно контрольных плоскостей фундаментной рамы;

25. Поднимают коленчатый вал и удаляют нижние вкладыши рамовых подшипников. Коленчатый вал отпускают на брусьях, положенные на контрольные плоскости гнезд рамовых подшипников, и микрометром обмеряют рамовые и мотылевые шейки. Результаты измерений заносят в формуляр доремонтного состояния двигателя;

26. Конечной операцией является выпрессовка цилиндровых втулокиз

блоков, если проверка измерения показала, что эти втулки необходимо заменить. Выпрессовку проводят при помощи специального приспособления.

До выпрессовки необходимо удалить из втулок штуцеры для подводки смазки.

В ходе разборки двигателя, кроме того, выполняют следующие операции:

измеряют зазоры между трущимися поверхностями деталей и полученные данные заносят в формуляр доремонтного состояния двигателя;

все снятые прокладки подшипников маркируют и либо сдают с соответствующими бирками на хранение, либо вновь зажимают между крышками подшипников;

гайки пересчитывают по количеству шпилек разобранного соединения, нанизывают на проволоки и связки с прикрепленными бирками сдают на хранение в машинную и цеховую кладовую.

У разобранных деталей, направляемых в цех ремонтного завода, рабочие поверхности тщательно изолируют ветошью и деревянными планками.

1.5 Кривошипно-шатунный механизм

Кривошипно-шатунный механизм служит для передачи усилий от давления газов на коленчатый вал. В крейцкопфных двигателях -- из поршня, штока, поперечины, ползуна, шатуна и коленчатого вала.

При работе двигателя в кривошипно-шатунном механизме действует движущая сила Р, являющаяся суммой сил от давления газов, сил веса и сил инерции. Движущая сила Рд направлена по оси цилиндра и совпадает по направлению с шатуном только при положении поршня в мертвых точках; в остальных положениях она раскладывается на две составляющие -- силу Рш, направленную по шатуну, и силу Рн, направленную перпендикулярно оси цилиндра. Силу Рш воспринимает коленчатый вал, передающий ее на стенки цилиндра. В крейцкопфных двигателях ползун передает силу Рн на параллель. Величина Рн зависит от силы давления газов в цилиндре и от площади поршня. В двигателях с диаметром цилиндра 450-- 500 мм Рн достигает 120 кН.

В крейцкопфных двигателях головной подшипник шатуна и трущаяся пара ползун-параллель вынесены из зоны высоких температур в картер двигателя, где можно обеспечить надежную смазку. Трущаяся поверхность ползуна залита антифрикционным сплавом (баббитом). Поэтому при равной величине Рн работа трения у пары ползун--параллель меньше, чем у пары поршень -- тулка в тронковых двигателях, что при прочих равных условиях обеспечивает повышение механического КПД у крейцкопфных двигателей по сравнению с тронковыми на 4 % и большую надежность работы подшипников.

Шатун двигателя -- с отъемными головными и мотылевым подшипниками. Стержень шатуна 28 из углеродистой стали, полый, с жесткой безвильчатой головкой.

Мотылевые подшипники 35 диаметром 380 мм имеют ширину рабочей поверхности у верхней половины 175 мм. Нижние половины головных подшипников имеют на рабочих поверхностях продольные и поперечную смазочные канавки.

Полые рамовые 33 и мотылевые 36 шейки из углеродистой стали имеют одинаковый диаметр и длину. По торцам шейки закрыты крышками 32 на болтах. Рамовые подшипники имеют стальные вкладыши 29, залитые баббитом, с кольцевой маслоподводящей канавкой в верхних половинках. Крышки 27 подшипника выполнены из стального литья. Они крепятся к фундаментной раме шпильками 25. Подача масла через верхний вкладыш рамовых подшипников к мотылевым и головным подшипникам показана стрелками.

Коленчатый вал состоит из рамовых и шатунных шеек, щек и соединительных фланцев. Рамовые шейки, щеки и шатунная шейка образуют колено, или кривошип (мотыль), вала (мотыль -- старое название, имеющее широкое распространение). Расстояние от центра рамовой до центра шатунной шейки называется радиусом кривошипа. Коленчатый вал -- одна из наиболее ответственных и напряженных деталей. Стоимость коленчатого вала составляет около 15% стоимости двигателя. Моторесурс двигателя обычно зависит от срока службы вала (до проточки или шлифовки его шеек).

К коленчатым валам судовых дизелей предъявляют требования обеспечения необходимой прочности, жесткости и износоустойчивости.

Вал нагружается силами давления газа и силами инерции поступательно движущихся и вращающихся масс и подвергается одновременному действию знакопеременных изгибающих и крутящих моментов. В результате воздействия этих сил и моментов материал вала «работает» на усталость. Усталость металла объясняется возникновением в наиболее слабом месте микроскопической трещины, которая под влиянием знакопеременной нагрузки растет, уменьшая расчетное сечение и вызывая рост напряжений. В итоге напряжения превышают предел прочности материала, вызывая быстрое разрушение деталей.

В данной курсовой работе рассматривается ремонт вкладыша мотылевого подшипника.

Вкладыш подшипника изготовлен из баббита БС (ГОСТ 1320-74).

БС - свинцовый баббит имеет дв.р не менее 8,6 кГ/мм2 и с дв.и не менее 14,7 кГ/мм2, твердость 20-25 НВ.

Химический состав баббита приведен в таблице 1.

Таблица - 2. Химический состав баббита БС,%

Fe	Cu	Pb	Zn	Sb	Ni	Sn	Cd
до 0.1	0.-1.2	75	0.1-0.3	13-15	0.2-0.6	8-10	0.3-0.6

2. Дефектация

2.1 Цели и задачи дефектации

Технологический процесс, который носит название дефектация, служит для оценки технического состояния деталей с последующей их сортировкой на группы годности. В ходе этого процесса производится проверка соответствия деталей техническим требованиям, изложенным в технических условиях на ремонт или в руководствах по ремонту, при этом применяется сплошной контроль, т. е. контроль каждой детали.

1. Для производства дефектации детали после разборки должны очищаться от грязи, масла и ржавчины, и протираться насухо.

Соответствующие полости в поверхности деталей очищаются от накипи, нагара и обезжириваются.

2. Прокладки бумажные, картонные, паранитовые и т.п., войлочные сальники, шплинты и стопорные шайбы при разборке дефектацию не проходят и, в дальнейшем, заменяются. Прокладки, толщина и форма которых определяют монтажные характеристики узлов двигателя (межосевые расстояния, величины камеры сжатия и т.п.), после демонтажа сохраняются как справочные до конца ремонта двигателя. Красномедные прокладки направляются на отжиг.

3. В процессе дефектации детали по своему техническому состоянию разделяются на три группы: I) годные; 2) требующие ремонта; 3) негодные.

Принадлежность к той или иной группе, определенная при дефектации, отмечается нанесением на детали меток краской (нитролаком) следующих цветов: красный - негодные детали;

зелёный - детали, требующие ремонта.

Годные детали не окрашиваются.

При отнесении деталей к той или иной группе следует стремиться использовать срок службы деталей наиболее полно, для чего, рассматривая изношенный узел, следует компоновать отдельные малоизношенные детали с новыми, добиваясь получения соединений близких (по натягам и зазорам) к номинальным.

При ремонтах двигателя, выполняемых в заводских или судовых условиях, при определении годности деталей, следует руководствоваться рекомендациями, приведёнными во временных нормах зазоров и натягов в узлах двигателя.

Не следует компоновать узлы из новых и изношенных деталей, если наличие в узле изношенной детали ускорит износ новой (например, оставление в зубчатой передаче изношенных шестерён для работы с новыми шестернями и т.п.)

4. Способы дефектации деталей зависят от характера возможных, (ожидаемых) дефектов, от конструкции проверяемой детали и делятся на три основных вида:

І). Наружный осмотр контролируемой детали (визуальный метод) выявляет внешние дефекты: трещины, вмятины, задиры, обломы и т.д. При визуальном методе контроля применяются лупы различной кратности, обычно 5-10 кратного увеличения. Выявлению поверхностных дефектов способствует применение мело - керосиновой пробы. При осмотре, например, баббитовой заливки дополнительно применяется обстукивание детали медным молотком весом примерно 0,5 кг. Мелкие трещины на термообработанных поверхностях выявляются погружением деталей в нагретое до 50-50°С трансформаторное масло с выдержкой в течение 2-3 часов и последующей обмазкой меловым раствором. Для усиления видимости поверхностных дефектов применяется цветная проба. Более эффективна методом выявления поверхностных дефектов является люминесцентная дефектоскопия, основанная на световом излучений нанесённых на контролируемую деталь флюоресцирующих под действием ультрафиолетовых лучей составов (люминофоров). Принято считать, что глубина обнаруженной трещины примерно в десять раз меньше ширины флюоресцирующей полосы.

ІІ). Выявление скрытых дефектов (посторонние включения, внутренние раковины и т.п.) Скрытые дефекты выявляются:

а) гидравлическим испытанием. Обнаруженные таким методом дефекты в дальнейшем более точно определяются способами, указанными ниже. Величины давлений при гидравлическом испытании приведены в характеристике.

б) магнитной дефектоскопией, основанной на свойстве ферритового порошка концентрироваться в районах трещин или раковин, которые искажают магнитное поле, созданное в контролируемой детали. Этот метод применим прежде всего для обнаружения трещин в коленчатых валах, поршневых кольцах, пружинах, шатунах и т.п.

в) звуковой и ультразвуковой дефектоскопией. Определение дефектов по частоте издаваемого при ударах по изделию звука применимо для небольших деталей простой конфигурации и даёт большие погрешности. Наиболее эффективным является ультразвуковой контроль, дающий возможность выявлять внутренние трещины, в том числе и весьма малые по размерам рыхлоты и пористости, не выходящие на поверхность детали. К недостаткам ультразвуковой дефектоскопии относятся: ненадёжность при определении дефектов, расположенных близко к поверхности детали; трудность определения границ дефектов; высокие требования к чистоте поверхности контролируемой детали.

Поэтому, для более точной оценки результатов, полученных при ультразвуковом контроле, рекомендуется обнаруженные дефектные зоны контролировать рентгено- и гаммографированием. Дефекты, выходящие на поверхность изделия, следует определять люминесцентной или магнитной дефектоскопией. Выбор и применение способов контроля в каждом отдельном случае производится в соответствии с заводскими инструкциями.

ІІІ). Определение дефектов, связанных с изменением размеров детали или её геометрической формы, производится с помощью различных измерительных инструментов, приборов и оборудования. Данные по обмеру основных деталей заносятся в карты обмеров.

В настоящее время в промышленности и в ряде отраслей транспорта внедряется прогрессивный метод определения геометрических параметров деталей двигателя с помощью оптических приборов. Эти приборы позволяют повысить точность измерения до 0,01 мм на 1 м. длинны.

Таким методом определяются: неперпендикулярность осей цилиндров к оси коленчатого вала, несоосность рамы, рамовых шеек коленчатых валов и т.п. Проводятся экспериментальные работы по быстрому определению абсолютной величины износа деталей специальными приборами. Отдельные организации выполняют замеры деталей методом сравнения величин оттисков о определённых калиброванных углублений, выполненных на новой детали и постепенно изменяющих свои размеры из-за износа поверхности. Разновидностью указанного метода является способ определения величины и скорости износа цилиндровых втулок, шеек коленчатого вала и других деталей двигателя методом нарезания лунок.

Дефектация резьб крепежа обычного назначения в альбоме не приведена. Оценка годности резьб производится осмотром на отсутствие трещин, погиба крепежа, снятия и срыва резьбы. При смятии и срыве резьбы до 2-х ниток, резьба калибруется и деталь допускается к монтажу. При срыве или смятии 2-х ниток и более, крепёж заменяется, а гнёзда подлежат ремонту по принятой на заводе технологии.

Специальные указания по контролю деталей даны в каждом отдельном случае в соответствующих разделах альбома.

Страницы: 1, 2, 3