Коленчатый вал – стальной, изготовлен методом горячей штамповки.
Все поверхности вала азотированы и глубина азотированного слоя не менее 0,35 мм.
Коленчатый вал имеет пять коренных опор и четыре шатунные шейки.
На шатунных шейках установлены шатуны (по два на каждую).
Коренные и шатунные шейки в процессе работы смазываются маслом под давлением.
Масло подается к коренным опорам, а затем, по наклонным каналам к шатунным шейкам.
В шатунных шейках есть закрытые заглушками внутренние полости, где масло подвергается дополнительной центробежной очистке.
Для уравновешивания двигателя и разгрузки коренных подшипников от инерционных сил движущихся масс поршней и шатунов и неуравновешенных центробежных сил на щеках коленчатого вала установлены противовесы, в сборе с которыми вал балансируется.
Кроме того, в систему уравновешивания входят две выносные массы, одна из которых выполнена в виде выемки на маховике, закрепленном на заднем конце коленчатого вала, другая представляет собой противовес, установленный на переднем конце коленчатого вала.
Осевая фиксация вала осуществляется четырьмя бронзовыми полукольцами, установленными в выточках задней коренной опоры.
Для предохранения от проворачивания нижние полукольца своими пазами входят в штифты, запрессованные в крышку заднего коренного подшипника.
Носок и хвостовик коленчатого вала уплотняются резиновыми самоподжимными манжетами.
На передний конец коленчатого вала напрессована шестерня коленчатого вала и передний противовес, закрепленный гайкой момент затяжки 176,4 — 294 Нм (18 — 30 кгс·м).
Коленчатый вал двигателей ЯМЗ-238БЕ2, ЯМЗ-238ДЕ2 имеет конус на переднем конце.
На конус устанавливается ступица, на которой закрепляются жидкостный гаситель крутильных колебаний и шкив.
При ремонте двигателя следует помнить, что удары и вмятины на гасителе крутильных колебаний выводят его из строя, что неизбежно приведет к поломке коленчатого вала.
Хранить и транспортировать гаситель следует только в специальной таре в вертикальном положении.
На двигатели ЯМЗ-238БЕ, ЯМЗ-238ДЕ устанавливается коленчатый вал 238БЕ-1005009 (маркировка 238Н-1005015-У), а на двигатели ЯМЗ-238БЕ2, ЯМЗ-238ДЕ2 — коленчатый вал 238ДК-1005009-30 (маркировка 238ДК-1005015-30).
Маркируется коленчатый вал в поковке на 5-й щеке.
Шейки коленчатого вала могут быть двух номинальных размеров и поэтому возможны следующие варианты маркировки и применение соответствующих им вкладышей.
Примечание: Буквы «ДК», «Н», «У», «Ш», «К» и цифры «30», «1» клеймятся при маркировке ударным способом.
Маховик отлит из серого чугуна. Маркирован маховик в выемке на нерабочей поверхности в отливке.
На двигатели могут быть установлены маховики следующих видов:
− 238-1005115-К (под зубчатый венец с модулем 4,25);
− 238-1005115-Н (под зубчатый венец с модулем 3,75).
Данные маховики в сборе с зубчатыми венцами между собой невзаимозаменяемы.
Маховик 238-1005115-К (под зубчатый венец с модулем 4,25) устанавливается со стартером модели 2501.3708-01, а маховик 238-1005115-Н (под зубчатый венец с модулем 3,75) – со стартером модели 2501.3708-21.
Маховик крепится к коленчатому валу болтами.
Под болты устанавливается стальная пластина высокой твердости (одна под все болты).
Отсутствие самоотворачивания болтов обеспечивается моментом затяжки 235-255 Н·м (24-26 кгс·м).
Для точной фиксации маховика относительно шеек коленчатого вала служат два штифта, при этом, отверстия с маркировкой на маховике и на пластине должны совпадать со смещенным штифтом на коленчатом вале.
Смещенный штифт расположен в плоскости первого кривошипа.
Маркировка на пластине в виде точки должна быть снаружи.
Двенадцать радиальных отверстий в маховике предназначены для проворачивания коленчатого вала при регулировках двигателя.
Доступ к отверстиям возможен при снятой крышке нижнего люка картера маховика.
Шатун (рис. 3) – стальной, двутаврового сечения, с косым разъемом нижней головки.
Шатун окончательно обрабатывается в сборе с крышкой, поэтому крышки шатунов невзаимозаменяемы.
На крышке и шатуне со стороны короткого болта выбит порядковый номер цилиндра, а со стороны длинного болта выбиты метки спаренности в виде числа, одинакового для шатуна и крышки.
В нижнюю головку шатуна устанавливаются сменные вкладыши, а в верхнюю — запрессована сталебронзовая втулка.
Втулка обрабатывается после запрессовки в шатун.
На двигатели ЯМЗ-238БЕ2, ЯМЗ-238ДЕ2 устанавливаются шатуны 7511.1004045-02 (маркировка на стержне 7511.1004045), у которых увеличено на 15 мм расстояние между осями отверстий в верхней и нижней головках, скосы на верхней головке, увеличен до 52 мм диаметр отверстия под поршневой палец и отсутствует масляный канал в стержне.
В верхнюю головку шатуна запрессована сталебронзовая втулка 7511.1004052-21 с наружным диаметром 56 мм.
На двигатели ЯМЗ-238БЕ, ЯМЗ-238ДЕ устанавливаются шатуны 236-1004045-Б3 (маркировка 236-1004045-Б2) с масляным каналом в стержне.
В верхнюю головку шатуна запрессована сталебронзовая втулка 840.1006026-10 с наружным диаметром 54 мм.
Вкладыши коренных подшипников коленчатого вала и нижней головки шатуна (рис. 4) – сменные, тонкостенные, имеют стальное основание и рабочий слой из свинцовистой бронзы.
Читайте также: Упорные подшипники для вертикального вала
Верхний и нижний вкладыши коренного подшипника коленчатого вала не взаимозаменяемы. В верхнем вкладыше имеются отверстие для подвода масла и канавка для его распределения.
Вкладыши нижней головки шатуна взаимозаменяемы.
На двигателях ЯМЗ-238БЕ, ЯМЗ-238ДЕ через отверстие во вкладыше масло подводится к втулке верхней головки шатуна и поршневому пальцу.
ОЧИСТКА ПОЛОСТЕЙ ШАТУННЫХ ШЕЕК
При каждом снятии коленчатого вала с двигателя очистить полости шатунных шеек, предварительно удалив заглушки 2 (рис. 4), которыми закрыты полости. Заглушки заменить новыми, их повторное использование не допускается.
Перед установкой заглушек запилить вспучивание металла у кромок отверстий от предыдущей раскерновки, промыть вал и продуть масляные каналы.
Заглушки запрессовать на глубину 5–6 мм от кромки отверстия, после чего раскернить внутри отверстия в трех точках, равнорасположенных по окружности, для предотвращения самопроизвольного выпрессовывания заглушек.
УСТАНОВКА КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА НА ДВИГАТЕЛЬ
При установке коленчатого вала на двигатель обеспечить соответствие размеров вкладышей подшипников размерам шеек вала (см. таблицу).
Перед установкой обеспечить чистоту наружных поверхностей и внутренних полостей коленчатого вала и других сопряженных поверхностей.
Смазать шейки и рабочие поверхности чистым моторным маслом.
Для облегчения установки маховика в правильное положение относительно коленчатого вала на ступице маховика нанесена цифра «8» для восьмицилиндровых двигателей, которую при сборке совместить с цифрой «2» на торце коленчатого вала.
Крышки коренных подшипников не взаимозаменяемы; при их установке следить, чтобы клеймо на крышке соответствовало клейму на блоке.
Затяжку крышек коренных подшипников начинать с вертикальных болтов и затягивать в два приема с крутящим моментом после повторной затяжки 430…470 Нм (43…47 кгс·м), затем затянуть в два приема горизонтальные болты с окончательным моментом затяжки 90…120 Нм (9…12 кгс·м).
Перед затяжкой заднего упорного коренного подшипника выровнять осевой зазор, для чего, слегка притянув болтами крышку подшипника, перемещать коленчатый вал вперед-назад в осевом направлении до упора при помощи ломика сначала вперед, затем назад, выравнивая положение крышки.
Затянув болты, проверить щупом осевой зазор. Он должен быть одинаковым с обеих сторон крышки.
ЗАМЕНА ШЕСТЕРНИ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА
Шестерню коленчатого вала можно заменить без снятия коленчатого вала с двигателя.
Снять шкив привода. Для снятия ступицы со шкивом и гасителем с конического конца коленчатого вала восьмицилиндрового двигателя использовать съемник, показанный на рисунке 6.
При снятых шкиве и передней крышке блока передний противовес и шестерню спрессовать с помощью съемника.
Перед установкой шестерню и передний противовес нагреть до температуры 105…155ºС и последовательно подпрессовывать их до упора с помощью специального приспособления.
Сталь 40Х ГОСТ 4543-71 Закалить, отпустить 34…39 HRCэ
Видео:Сборка ямз 238 и протяжка коленчатого вала 47н-мСкачать
Коленчатый вал ЯМЗ
Силы, действующие на детали кривошипно-шатунного механизма двигателя, складываются из сил давления газов на поршень и инерционных сил движущихся масс. Инерционные силы за время рабочего цикла изменяются по величине и направлению, что в случае их неуравновешенности приведет к нежелательным вибрациям и колебаниям на опорах.
В У-образных двигателях с углом развала 90° и общей шатунной шейкой на каждую пару цилиндров равнодействующая сил инерции возвратно-поступательно движущихся масс обоих цилиндров направлена по радиусу кривошипа и суммируется с центробежной силой вращающихся масс. Уравновешивание этой силы можно осуществить за счет противовесов, расположив их на продолжении шеек коленчатого вала. В двигателях ЯМЗ-236 и ЯМЗ-238 в целях снижения веса кривошипно-шатунного механизма и двигателя в целом применена система уравновешивания с выносными противовесами, расположенными на переднем конце коленчатого вала и в маховике.
Расположение выносных противовесов по отношению к плоскости 1 шатунной шейки составляет 30°.
Коленчатые валы двигателей ЯМЗ-236 и ЯМЗ-238 изготовлены из стали 50Г. В процессе изготовления вал подвергается термической обработке — закалке и отпуску до твердости НВ 229- 269, а поверхности шатунных и коренных шеек и шейки под сальники для повышения износостойкости подвергаются закалке с нагревом токами высокой частоты. Глубина закаленного слоя для коренных и шатунных шеек составляет 3,0-4,0 мм, а на шейках под сальники 1,0-2,0 мм; твердость после закалки С 52-62.
Характерной конструктивной особенностью коленчатых валов являются развитые по диаметру, но относительно короткие коренные и удлиненные шатунные шейки, что является следствием закрепления пары шатунов на общую шейку. Диаметр коренной шейки равен 105 мм и шатунных 85 мм. Шатунные и коренные шейки вала связаны между «собой относительно толстыми щеками и сопрягаются с ними переходными гантелями. Для прочности вала на изгиб исключительное значение имеет правильность выполнения переходных гантелей. Поэтому при перешлифовках вала подрезы и уменьшение радиусов гантелей недопустимы.
На щеках вала расположены фрезерованные под соответствующими углами площадки, к которым двумя болтами крепятся противовесы. Болты крепления противовесов затягивают строго регламентированным моментом, равным 18-20 кГм, а их головки приваривают к противовесу. Балансировка вала производится в сборе с привернутыми противовесами, поэтому при ремонте вала противовесы снимать не рекомендуется. В случае ослабления посадки необходимо произвести подтяжку болтов, предварительно их расконтрив.
Читайте также: Балансировка карданного вала в ростове
При повторной приварке не рекомендуется ее производить по периметру головки болта.
В щеках вала просверлены каналы для подвода смазки от коренных подшипников к масляным полостям в шатунных шейках. Полости в шатунных шейках образованы двумя наклонными каналами диаметром 30 мм с запрессованными в них штампованными заглушками.
Масляные полости являются дополнительными грязеуловителями. Грязевые частицы центробежной силой отбрасываются к верхней части полостей, а масло через четыре сквозных отверстия подается к шатунным вкладышам. Для удаления грязевых отложений при разборках двигателя необходимо выбить заглушки с последующей заменой их новыми. Повторное использование старых заглушек не допускается.
Для повышения усталостной прочности вала все переходные радиусы гантелей, а также выходные кромки масляных каналов тщательно полируются.
Передний конец вала ступенчатый. Посадочные поверхности шлифуются, а поверхность скольжения под передний сальник коленчатого вала после закалки полируется. При сборке коленчатого вала сначала напрессовываются шестерня и передний противовес системы уравновешивания. Положение шестерни и противовеса строго фиксируется шпонками относительно оси первой шатунной шейки. Напрессованная шестерня и штампованный маслоотражатель крепятся гайкой, навернутой на резьбовой участок вала. Гайка от самоотворачивания предохраняется специальной шайбой. В носке переднего конца коленчатого вала имеется резьбовое отверстие, в которое ввертывается болт крепления шкива ременной передачи.
Шкив фиксируется на посадочной поверхности вала шпонкой и поджимается к бурту вала болтом крепления через толстую плоскую шайбу. Задний конец вала (хвостовик) имеет закаленную токами высокой частоты шлифованную поверхность под сальник и маховик диаметром 140 мм. В торце заднего конца имеются: одно осевое отверстие для опорного подшипника первичного вала коробки передач, два отверстия для штифтов фиксации маховика, а также резьбовые отверстия для его крепления.
Коленчатый вал фиксируют в осевом направлении четырьмя упорными взаимозаменяемыми полукольцами, установленными в выточках блока и крышек задней коренной опоры. Полукольца изготовлены из бронзы ОЦС 5-5-5, имеют по торцам профрезерованные смазочные канавки; от проворачивания предохраняются двумя штифтами, запрессованными в крышку заднего коренного подшипника, входящими в пазы на полукольцах. Осевой зазор вала составляет 0,121-0,265 мм.
Уплотнение коленчатого вала осуществляется резино-армированными самоподжимными сальниками, изготовляющими из специальной резиновой смеси. Передний сальник запрессован в крышку шестерен распределения, а задний — в картер маховика.
Для обеспечения минимального биения маховика торец коленчатого вала должен быть строго перпендикулярен оси коренных шеек, а кромки всех выходящих отверстий притуплены фасками. При сборке необходимо обращать особое внимание на отсутствие на торце забоин и грязи.
Коленчатый вал является базовой изнашиваемой деталью, определяющей в конечном итоге ресурс и затраты на ремонт дизелей. Наряду с этим на изготовление коленчатого вала расходуется большая часть стального проката, идущего на производство дизеля. Поэтому изыскания по повышению прочности коленчатых валов занимают центральное место в программе работ по увеличению надежности дизелей ЯМЗ.
Для повышения надежности коленчатых валов одновременно производились конструкторские разработки и исследования прочности; совершенствовалась технология для снижения концентрации напряжений и остаточных напряжений и применялись упрочняющие методы; улучшались формообразование заготовки, термическая обработка и качество металла. Все это сочеталось с повышением технического уровня эксплуатации и ремонта.
Напомним, что коленчатые валы дизелей ЯМЗ-236 и ЯМЗ-238 изготовляются из марганцовистой стали типа 50Г, а дизелей ЯМЗ-240 — из хромованадиевой стали. Коренные и шатунные шейки, а также шейки под уплотнитсльные манжеты подвергаются поверхностной закалке с нагревом.
Видео:Cборка двигателя ЯМЗ-238.Скачать
Конструкция коленчатого вала ЯМЗ
Конструкция коленчатых валов дизелей ЯМЗ имеет ряд особенностей: значительные диаметры коренных и шатунных шеек, большое перекрытие этих шеек, относительно большой радиус галтелей. Кроме того, противовесы изготовлены отдельно от вала, что позволяет улучшить формование в штамповке. В шатунных шейках имеются отверстия-грязесборники, которые уменьшают массу вала и в некоторой мере обеспечивают центробежную очистку масла, поступающего к шатунным подшипникам, а также снижают массу противовесов.
Для таких деталей, как коленчатый вал, которые подвергаются сложному нагружению, в условиях массового производства разделение факторов, определяющих их работоспособность, на конструкторские, металлургические и технологические является весьма условным.
Это относится в первую очередь к факторам, определяющим концентрацию напряжений, и к разработке методов упрочнения наиболее нагруженных элементов. Напряжения в галтельных участках коленчатых валов дизелей ЯМЗ-238 ниже напряжений соответствующих участков коленчатых валов ряда современных дизелей при одинаковых расчетных максимальных давлениях цикла. Таким образом, коленчатые валы дизелей ЯМЗ обладают достаточной конструктивной прочностью. Достаточно высока и износостойкость коленчатых валов. Она не лимитирует достигнутого ресурса дизелей и его повышение.
Читайте также: Работа карданного вала газ
Однако опыт эксплуатации определил целесообразность проведения комплекса работ по повышению эксплуатационной стойкости коленчатых валов, тем более, что осваивается производство все более форсированных дизелей семейства ЯМЗ. В итоге выполненных исследований были найдены решения, внедрение которых позволило существенно повысить эксплуатационные качества коленчатых валов.
Холодная накатка галтелей роликами
По исходной технической документации на коленчатые валы дизелей ЯМЗ-236 и ЯМЗ-238 предусматривалось упрочнение элементов валов путем создания сжимающих напряжений в галтельных участках методом пластической деформации, в частности, обкаткой галтелей роликами. Экспериментально было определено допустимое давление инструмента на обкатываемую поверхность, выбрана форма его рабочей поверхности и, наконец, связь этих факторов с деформацией вала и его усталостной прочностью.
Ролик, нагруженный рычажно-гидравлической системой, обкатывает галтели по всей тороидальной поверхности от центра до периферии, так как ролик имеет специальную форму с переменной шириной рабочей поверхности. Необходимость применения ролика с таким профилем объясняется тем, что при изготовлении коленчатых валов невозможно обеспечить одинаковые радиусы их галтелей и рабочей поверхности ролика. Если радиус рабочей поверхности ролика меньше радиуса галтелей вала, то упрочняется только центральная часть галтели. Если радиус рабочей поверхности ролика больше радиуса галтелей вала, то упрочняются только периферийные участки галтелей вала.
Устранение холодной правки коленчатых валов ЯМЗ
Наличие значительных остаточных напряжений в коленчатом валу отрицательно сказывается на надежности как собственно вала, так и сопрягаемых с ним деталей и прежде всего подшипников (вкладышей) и блока цилиндров. Холодная правка вала в процессе механической обработки способствует возникновению больших остаточных напряжений.
Исследованиями на усталостных машинах коленчатых валов, подвергавшихся холодной правке согласно исходному технологическому процессу, и валов, не подвергавшихся правке, установлена значительная разница в их прочностных характеристиках. Усталостная прочность коленчатых валов, подвергавшихся холодной правке, снижается на 30% и более. При этом характерно значительное рассеивание разрушающих напряжений.
Вследствие этого был разработан ряд положений, позволивших создать технологический процесс изготовления коленчатых валов при массовом производстве без применения операций правки и без увеличения суммарных припусков на механическую обработку.
К этим положениям относятся: выбор способа базирования валов, обеспечивающего их минимальную поводку; выбор способа обработки, обусловливающего минимальные напряжения в валах; назначение межоперационных припусков на последующую операцию с учетом не только вида последующей обработки, но и поводки вала на предыдущей операции; введение операции исправления технологических баз; изменение способа проверки кривизны оси коренных шеек вала (взамен проверки от центровых отверстий введена проверка относительно оси крайних коренных шеек); изменение последовательности технологических операций так, чтобы обеспечивалась соосность коренных шеек при обработке их после операций, во время которых создаются напряжения в валах.
Было установлено, что приведенные выше положения необходимо соблюдать и при термической обработке штамповок валов в вертикальном положении. Эта обработка позволила уменьшить кривизну штамповок.
Уменьшение концентрации напряжений в коленчатых валах
Напряженное состояние коленчатого вала дизеля определяется не только размерами и действующими на него нагрузками, но и концентрацией напряжений в его элементах. Значительное, а в ряде случаев определяющее влияние концентраторов на общую надежность коленчатых валов вызвало необходимость устранить эти концентраторы или снизить степень их влияния на усталостную прочность коленчатых валов.
Одним из видов концентраторов напряжений в шатунных шейках коленчатых валов являются микротрещины в закаленной с нагревом т. в. ч. зоне, соответствующей разъему штампа. В качестве одной из наиболее вероятных причин возникновения микротрещин следует отметить выход в разъем штампа ликвационной, менее прочной и более засоренной неметаллическими включениями части металла при штамповке вала. Другой причиной образования этих трещин может служить неоднородная «пятнистая» твердость поверхности шатунных шеек вследствие «струйного» охлаждения (особенно при засорении отдельных сопл индуктора) шеек после нагрева т. в. ч., приводящая к возникновению местных растягивающих напряжений из-за разной структуры отдельных микроучастков. Данный недостаток усугублялся при закалке шеек т. в. ч. на невращающемся валу. Наконец, трещины могут появиться вследствие отпуска отдельных участков металла из-за перегрева их при шлифовании или схватывании шеек с вкладышами подшипников в условиях эксплуатации при недостаточной смазке, что приводит к возникновению местных растягивающих напряжений вследствие изменения структуры отдельных участков.
Наличие микротрещин приводит к значительному снижению усталостной прочности коленчатых валов. Об этом свидетельствуют опытные данные, приведенные на рис. 71 и 72. Как следует из графиков, наличие на шатунных шейках дефектов в виде сетки микротрещин уменьшает усталостную прочность коленчатого вала при изгибе в пределах 40% и при кручении 20%. Еще более опасными становятся микротрещины на шатунной шейке в зоне, соответствующей разъему штампа: когда они выходят на галтели или в зону масляных каналов шатунных шеек.
- Свежие записи
- Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
- Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
- Какие моторы бывают у стиральных машин
- Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
- Как снять стопорную шайбу с вала
🔥 Видео
Коленчатый вал ЯМЗ -238 Н , 7511 Качество !Скачать
Коленчатый вал ЯМЗ 7511Скачать
Ямз-238 Очистка каналов колен-вала Замена заглушек и прочее...Скачать
Коленчатый вал двигателя ЯМЗ-238Н коленвал номинал , с консервации 238-1005008-Г2Скачать
Что нужно сделать, чтобы на двигателе ЯМЗ, автомобиля МАЗ никогда не сломало коленвал.Скачать
Балансировка коленвала двигателя ЯМЗ 238Скачать
сборка двс ямз 7511 часть5 толкатели, распредвал, коленвал.Скачать
Простой способ выбить пробки коленчатого вала ямз 236Скачать
Шлифовка коренных шеек коленвала Ямз 238Скачать
метки грм ямз 238Скачать
Как снять шестеренку коленчатого вала ямзСкачать
Коленчатый вал ЯМЗ-238 после работы без масла неправильного ремонтаСкачать
ЯМЗ 238..турбо.. дефектовка коленвала и узлов..Скачать
Как замерить зазор между вкладышем и коленвалом ВЕК ЖИВИ ВЕК УЧИСЬ @user-fc5yc8os8bСкачать
Ремонт коленчатого вала ЯМЗ 238. Коренных шеек (1-й ремонт)Скачать
Установка коленвала.Ремонт, продолжение.#Ямз #ямз238 #ремонт #алекс_юстасу #tractor #Kirowec #ДВССкачать
Часть 2.Правильная затяжка коренных крышек коленчатого вала Камаз. Это знают не все. Виктор Илюшкин.Скачать
Коленвал ЯМЗ 236 - 236-1005009Скачать
