Шліфування шатунних шийок

Шліфування всіх поверхонь будь-якого валу, розташованих по осі його обертання, повинно виконуватися тільки в центрах. Якщо при шліфуванні опорних чи корінних шийок вала двигуна легкового автомобіля для його установки на шліфувальному верстаті використовуються кулачкові патрони – це гарантує 100%-ний шлюб. По-перше, при стисненні патронами виникає попередня деформація, у разі чого після шліфування опорних шийок і зняття з верстата буде мати неприпустиме биття шийок (чим тонше вал, тим воно більше). По-друге, застосування патронів вимагає спеціального виставлення вала на верстаті, тобто забезпечення мінімального биття поверхонь валу, розташованих від патронів. Практика показує, що в патронах зробити, не так просто, в той час як в центрах легко забезпечити биття країв вала менше 0,015-0,020 мм. Як виняток, у деяких випадках допускається встановлення вала з одного боку в патроні, а з іншого – в центрі.

Шатунні шийки шліфуються в спеціалізованих верстатах для шліфування колінчатих валів. Такі верстати мають центросместительные пристосування з патронами, які дозволяють змістити вісь корінних шийок від осі обертання вала на верстаті так, щоб ця вісь обертання збіглася з поверхнею оброблюваної шатунної шийки. При шліфуванні шатунних шийок найбільш важливо забезпечити паралельність їх осей щодо корінних шийок колінчастого вала. Максимально допустимої не паралельністю слід вважати величину 0,1 мм на 1 м. В цьому випадку довжина шатунної шийки 25 мм не паралельність складе 0,0025. Не паралельність шатунних і корінних шийок визначає, з одного боку, типом верстата і його технічним станом з іншого – кваліфікацією спеціаліста-шліфувальника. У багатьох колінчастих валів двигунів іноземних автовиробників ширина шийок мала (20-22 мм), що вимагає застосовувати на верстатах досить вузьких шліфувальних кругів. При балансуванні не допускається дотик колом торцевих поверхонь (щік) колінчастого вала. Треба прагнути до того, щоб не пошкодити галтелі – поверхні переходу від шийки. На тих валах, де немає канавок для виходу шліфувального кола, коло повинен мати радіуси не менше, ‘ галтелей. Цими вимогами не слід нехтувати, оскільки будь-яке пошкодження галтелей може призвести до руйнування. Найбільшу точність дає шліфування в нерухомих центрах є постійним. Привід вала забезпечується спеціальним повідцем. Не всі спеціалізовані верстати для шліфування колінчатих валів, є на вітчизняних ремонтних підприємствах, що забезпечують такі умови, тому для корінних шийок можна забезпечити шліфування універсальним кругло – шліфувальним верстатом. Стислий центрами колінчастий вал деформується, ніж він тонше, тим більше зусилля стиснення. Зусилля стиснення не повинно бути великим, щоб уникнути неприпустимого биття корінних шийок. Перевірити або підібрати зусилля можна попередніми шліфуванням корінних шийок і подальшою перевіркою биття на призмах або в центрах без зусилля притиснення.

Дане питання має дуже важливе значення для забезпечення необхідної якості ремонту. У практиці ремонту нерідкі випадки, коли після “безграмотного” шліфування в центрах довгі і тонкі вали мали биття корінних шийок на призмах 0,10-0,15 мм, а після аналогічного шліфування в патронах – навіть до 0,4-0,5 мм. Це навіть більше, ніж зазвичай буває після розплавлення підшипників, обриву шатуна і т. д.

Альтернативним способом шліфування корінних шийок є шліфування з одним центром. При цьому хвостовик вала встановлюється в нерухомий центр, а вал затискається в патроні по поверхні заднього сальника. Затискання однієї з поверхонь вала в патроні вимагає дуже точного його виставлення щодо мінімального биття цієї поверхні (не більше 0,02-0,03 мм). При цьому опора з іншого боку на центр забезпечує відсутність деформації вала, що завжди має місце, якщо обидві сторони валу затиснуті в патронах

Для шліфування корінних шийок необхідні різні центри, включаючи укорочені для коротких центрових отворів. Дуже велике значення має стан центрових фасок на самому валу.

Малюнок 3.3.17 – Технологічна втулка, встановлювана на хвостовик для шліфування валу

Після шліфування корінних шийок і торцевих (наполегливих) поверхонь можуть бути прошлифованы, якщо необхідно, хвостовик (якщо він наварен) і поверхні під сальники. Для деформованих валів це обов’язково, для недеформованих слід орієнтуватися на стан і биття відповідних поверхонь. Зазвичай биття більше 0,02 мм вимагає обробки поверхонь під сальники. Це не означає, що треба шліфувати ці поверхні до тих пір, поки не зникнуть всі кругові ризики.

Після шліфування шийок вала їх необхідно полірувати. Поверхні після шліфування шийок не мають, як правило, необхідної якості поверхні, а це дає підвищений знос вкладишів або втулок підшипників в процесі первісної припрацювання. Крім того, мастильні отвори, що виходять на поверхню шийки, після шліфування зазвичай мають гострі краї і можуть пошкодити м’який матеріал вкладишів.

Приспособление для полировки шеек

Малюнок 3.3.18 – Пристосування для полірування (доведення) шийок валів:

а—прості ручні; в — з електроприводом: 1 — повстяне. 2— шийка вала; 3 — обойма; 4 — абразивне полотно; 5 — ролик; 5—кронштейн; 7 — шарнір; 8 — електродвигун

Один з найпростіших варіантів такого пристосування являє собою спеціальні щипці з довгими ручками і вузькими (шириною 20 мм) дерев’яними черевиками, на внутрішню радиусную поверхня яких наклеєний товстий (5-10 мм) шар повсті. Абразивне полотно змащується маслом і затискається щипцями між повстю і шийкою вала, після чого обертанням вала протягом декількох хвилин здійснюється доведення шийки.

Для доведення валів з діаметрами шийок від 40 до 70 мм достатньо 4-5 комплектів черевиків різного радіусу, т. к. товстий шар повсті на черевику забезпечує гарне прилягання до шийці в деякому діапазоні її діаметрів. При доведенні шийок необхідно забезпечити мінімальний знімання (кілька мікрон). Якість доведення поверхні легко перевіряється за допомогою шматочка міді якщо провести їм по добре відполірованою шийці, то на її поверхні не повинно залишитися і сліду.

Ремонт будь-якого валу повинен закінчуватися контролем всіх розмірів і биття, причому цей контроль необхідно проводити з особливою ретельністю. Неповний (або недобросовісний) контроль відремонтованого вала може значно знизити якість ремонту всього двигуна в цілому. Вимірювання вала при остаточному контролі виконуються аналогічно описаним вище операціями з його дефектації.

2