Інформація про новину
  • Переглядів: 157
  • Дата: 10-05-2021, 23:46
10-05-2021, 23:46

14. Складання механізмів перетворення руху

Категорія: Технологія механоскладальних робіт





Попередня сторінка:  13. Складання механізмів поступального...
Наступна сторінка:   15. Технологія складання гідравлічних ...

Зміст

 

14.1. Загальні дані про гвинтові механізми 

14.2. Складання гвинтових механізмів 

14.3. Складання ексцентрикових механізмів 

14.4. Складання кулісних механізмів 

14.5. Складання храпових механізмів 

14.6. Загальні дані про кривошипно-шатунні механізми 

14.7. Складання шатунної групи 

14.8. Складання поршневої групи 

14.9. Загальні дані про механізми клапанного розподілу 

14.10. Складання механізмів клапанного розподілу 

 

14.1. Загальні дані про гвинтові механізми

Гвинтові механізми — це механізми, призначені для перетворення обертового руху у зворотно-поступальний та навпаки. їх використовують у верстатах для подавання і встановлення столів, кареток, супортів, головок, а також для підйому вантажів і передавання зусиль (домкрати, гвинтові стягувані тощо).

Основними деталями, які використовують у гвинтових механізмах, є гвинт і гайка. Гвинти, які застосовують у верстатах, називають ходовими, а ті, що використовують у підйомних механізмах, — вантажними. У гвинтових передачах здебільшого використовують трапецеїдальні та прямокутні різьби, а у вантажних гвинтах — упорні.

Для зменшення тертя деталі гвинтової пари виготовляють із різнорідних матеріалів. Для ходових гвинтів застосовують конструкційні вуглецеві сталі, а за потреби гартування до високої твердості — інструментальні вуглецеві сталі марок У10 і У12 або стійкі проти спрацювання сталі марок 65Г, ХВГ та ін. Гайки виготовляють із чавуну, олов’яної бронзи марки Бр.ОФ 10-0,5 або цинково-свинцевої бронзи марки Бр.ОЦС 6-6-3. Коефіцієнт корисної дії (ККД) таких пар досягає значень 0,80-0,95.

Залежно від характеру тертя під час переміщення деталей розрізняють гвинтові передачі ковзання, кочення і гідростатичні. Перевагою гвинтових передач кочення (рис. 14.1, а) є високий ККД (0,9) і зменшення радіальних та осьових зазорів, що дає змогу підвищити точність переміщення вузлів. Гідростатичні передачі (рис. 14.1, б) забезпечують роботу гвинтової пари практично без тертя, а значення ККД досягає 0,99.

Основними вимогами, які висувають до гвинтових механізмів, є:

• забезпечення високої точності виготовлення передачі;

• вісь гвинта має бути паралельною до напрямних;

• вісь гвинта не повинна зміщуватися за будь-якого розміщення гайки;

• вісь гайки має збігатися з віссю гвинта.

В умовах, коли привід працює, а гвинтовий механізм має бути вимкненим, передбачають спеціальні пристрої, які дають змогу з’єднувати гвинтову пару, або роз’єднувати її, або взагалі відключати весь механізм від приводу. Для цього гайку робочого гвинта роблять розрізною, вона складається із двох половин.

14.2. Складання гвинтових механізмів

Перед складанням усі деталі гвинтового механізму промивають, просушують, проводять контроль «на фарбу» і припасування опорних поверхонь, перевіряють легкість переміщення та плавність ходу гайки по гвинту.

Складання гвинтового механізму виконують у такій послідовності:

• установлюють гвинт 1 в опорах А і Б (рис. 14.2, а);

• складають гайку 2;

• регулюють зібраний механізм;

• перевіряють якість складання.

У конструкції гвинтового механізму (рис. 14.2, б) хвостовик б обертається від коробки передач. Один кінець ходового гвинта 9 з’єднаний із хвостовиком муфтою 7, а другий кінець гвинта обертається у втулці 18 підшипника. Гвинт приєднують до хвостовика конічними штифтами 8. При цьому муфту 7 знімають із хвостовика 6 і напресовують на кінець гвинта 9. Потім за отвором муфти у гвинті свердлять отвір під штифт і разом розвальцьовують. В отвір установлюють штифт 8 і другий кінець гвинта розміщують у підшипнику.

Рис. 14.2. Передача ходовий гвинт-гайка: а — схема передачі; б — конструкція ходового гвинта; в — конструкція гайки ходового гвинта; г — схема контролю складання передачі; 1, ЗО — гвинти; 2 — гайка;

З — повзун; 4 — напрямні; 5 — підшипник; 6 — хвостовик; 7 — муфта;

8, 10, 11 — штифти; 9 — ходовий гвинт; 12 — кришка; 13 — регулювальний гвинт;

14 — контргайка; 15 — упорна п’ята; 16 — упорна шайба; 17 — сферичне кільце;

18, 19,24 — втулки; 20,22 — гвинти; 21 — повзун; 23 — шпонка; 25 — регулювальна гайка; 26 — корпус гайки ходового гвинта; 27 — контрольне пристосування;

28 — мостик; 29,31 — індикатори

До втулки 18 підганяють шийку гвинта, а потім складають упорну частину цього підшипника. На гладкий кінець гвинта, який виступає з втулки 18, установлюють сферичне кільце 17 та упорну шайбу 16 із радіальним прорізом. Штифти 10 і 11 запресовують у кришку 12 і вводять упорну п’яту 15 так, щоб її шліц на зовнішній поверхні опирався на виступний кінець штифта 11. Головку накручують на різьбу корпусу підшипника. Кінець штифта 10 має міститися в шліці упорної шайби 16. Потім у головку закручують регулювальний гвинт 13 із контргайкою 14.

Далі починають складання гайки ходового гвинта (рис. 14.2, в). Для цього шип корпусу 26 гайки підганяють до паза повзуна 21 (шип має входити в паз щільно без гойдання). У корпус 26 гайки запресовують бронзову втулку 19 і закріплюють ЇЇ гвинтом 20. З іншого боку корпусу гайки встановлюють рухому різьбову втулку 24 за допомогою шпонки 23. Втулку 24 підганяють до корпусу 26 гайки так, щоб її легко можна було зміщувати вздовж осі без гойдання. На зовнішній різьбі втулки 24 встановлюють регулювальну гайку 25, за допомогою якої втулка 24 переміщується в осьовому напрямку.

Після складання гайку встановлюють на гвинт. Для цього ходовий гвинт 9 виймають із підшипників і накручують на нього гайку. Гвинт з гайкою встановлюють уведенням шипа корпусу 26 гайки в паз повзуна 21 і закріплюють гвинтами 22. Потім гвинтами закріплюють корпус підшипника.

Для забезпечення паралельності осі гвинта щодо напрямних станини перед остаточним установленням гвинта регулюють підшипник (рис. 14.2, г). За допомогою струбцин підшипник закріплюють на станині; на напрямні встановлюють пристосування 27 і, користуючись розташованими на мостику 28 індикаторами 29 і 31, визначають паралельність осі гвинта ЗО щодо напрямних станини. Вимірювання виконують на двох кінцях гвинта в точках А і Б (рис. 14.2, а).

Осьове переміщення гвинта визначають індикатором, який установлюють у різьбовий отвір регулювального гвинта 13. Після цього знімають індикатор, закручують гвинт на оберту для встановлення зазору в упорному підшипнику. Мертвий хід регулюють осьовим переміщенням різьбової втулки 24, обертаючи регулювальну гайку 25, що встановлена на зовнішній різьбі втулки.

Передача гвинт-гайка кочення (див. рис. 14.1, а; с. 211) забезпечує підвищену осьову жорсткість і рівномірніший рух веденої ланки. Гвинт 1 і гайка 2 мають спеціальні різьби, між якими встановлюють кульки 3. Для циркуляції кульок у межах одного витка різьби дві сусідні впадини гайки з’єднують каналом у формі вкладиша 4.

Регулювання зазорів виконують поворотом напівгайки сегментом. Через наявність зазорів гвинтові механізми мають мертвий хід, коли під час повороту гвинта на певний кут гайка та зв’язаний з нею повзун не переміщуються.

14.3. Складання ексцентрикових механізмів

Ексцентрикові механізми — це механізми, які використовують для перетворення обертового руху на зворотно-поступальний і навпаки, коли потрібно створити великий тиск за малого ходу повзуна. Ексцентрикові механізми застосовують у штампувальних пресах, молотах, різноманітних верстатах, у клапанних і золотникових пристроях двигунів внутрішнього згоряння.

Ексцентрики бувають суцільні та роз-німні. Складання ексцентрикового механізму починають із посадки ексцентрика 1 (рис. 14.3, а) в ексцентриковий хомут 2. Зазор між ними регулюють, установлюючи між площинами роз’єму хомута проклад-ки-компенсатори 3. Цей зазор перевіряють щупом і затягують гайку 4 та контргайку.

За допомогою прокладок можна забезпечити потрібну точність складання без пригінки деталей за місцем. У разі спрацювання робочих поверхонь хомута частину прокладок знімають для забезпечення потрібного зазору між диском і хомутом. Сумарна товщина прокладок між частинами хомута 2 має бути однаковою. Шпонку 5 щільно запресовують на валу 6. Наприкінці складання тягу 7 з’єднують із повзуном 8 і встановлюють механізм у напрямні 9. Після мащення ексцентрика перевіряють плавність ходу механізму. Складений на валу ексцентрик контролюють на торцеве биття, яке не повинне перевищувати 0,05-0,07 мм на 1000 мм діаметра ексцентрика.

В ексцентриковому механізмі осі вала й ексцентрика не повинні збігатися; відстань між ними називають ексцентриситетом. Значення ексцентриситету визначають радіусом кривошипа, функції якого виконує ексцентрик.

За потреби змінити або регулювати довжину ходу механізму використовують подвійний ексцентрик (рис. 14.3, б).

Ексцентриковий механізм із двома ексцентриками дає змогу регулювати ексцентриситет, а отже, і поздовжній хід механізму. Внутрішній ексцентрик 11 установлений на валу Юза допомогою шпонки й охоплюється зовнішнім ексцентриком 12, який можна повертати й закріплювати в різних положеннях. Це зумовлює зміну ексцентриситету й довжини ходу повзуна.

Ексцентрики виготовляють із чавуну або вуглецевої сталі. Для зменшення тертя між ексцентриком і хомутом поверхню хомута заливають бабітом.

Під час складання ексцентрикових механізмів важливо забезпечити перпендикулярність осі вала ексцентрика до напрямних повзуна. Відхилення від перпендикулярності може призвести до підвищеного спрацювання ексцентрика, повзуна й напрямних.

14.4. Складання кулісних механізмів

Кулісні механізми — це такі, що призначені для перетворення обертового руху вала у зворотно-поступальний рух, але їхній повзун здійснює прямий та зворотний ходи з різною середньою швидкістю. Швидкість зворотного ходу більша за швидкість прямого ходу (зворотний хід холостий). Крім того, у кулісних механізмах можна змінити довжину ходу повзуна. Завдяки таким перевагам їх

використовують у поперечно-стругальних і довбальних верстатах, у парових та інших машинах.

Основна деталь кулісного механізму (рис. 14.4) — це куліса 1, яка розміщена на осі 12 і гойдається відносно неї. Позаду куліси насаджений кривошипний диск 4. У ньому є радіальний паз, у якому може переміщуватися палець 2 кривошипа. Це переміщення здійснюється за допомогою гвинта З, що приводиться в рух валиком 6 через конічні зубчасті колеса 13 і 14. Диск 4 своїм хвостовиком розміщений у стінці станини 5 і приводиться в рух зубчастим колесом 10 від приводу. На палець 2 насаджений камінь (сухар) 15, який входить у поздовжній паз куліси. Під час обертання кривошипного диска сухар змушує кулісу гойдатися навколо своєї осі, а сам переміщується вздовж паза куліси. Верхній палець куліси вільно з’єднується з повзуном верстата та змушує його виконувати зворотно-поступальний рух по горизонтальних напрямних.

Кулісу, кривошипний диск і сухар виготовляють із чавуну, а пальці, валики, осі та зубчасті колеса — із сталі.

Під час складання кулісного механізму кривошипний диск 4 з’єднують із вкладишем 7, в отвір якого вставляють валик 6. На кінець валика за допомогою шпонки встановлюють конічне зубчасте колесо 14. Гвинт 3 закручують в отвір пальця 2 кривошипа. На другому кінці гвинта (де немає різьби) установлюють шпонку та з’єднують конічне зубчасте колесо 13 із зубчастим колесом 14. Коли палець 2 увійде в паз кривошипного диска, гвинт 3 закріплюють гайкою. Після цього весь вузол хвостовиком диска 4 вставляють в отвір станини 5, а на вісь 12 куліси надівають втулку 11. На неї встановлюють кулісу 1. На осі 12 за допомогою шпонки закріплюють зубчасте колесо 10. У поздовжній паз куліси вставляють сухар 15, а весь вузол з’єднують із кривошипним диском. При цьому вісь 12 має ввійти у відповідний отвір станини, а головка куліси — у паз повзуна. Потім палець 2 вставляють в отвір сухаря 15 і закріплюють гвинтом. На кінець хвосто-

вика кривошипного диска надівають ексцентрик механізму подачі 8, а на різьбу валика 6 накручують стопорну гайку 9.

Після складання механізм зміни довжини ходу повзуна регулюють, змінюючи радіус R кривошипного пальця (ексцентриситета). Для цього рукоятку встановлюють на квадратний кінець валика 6 і, обертаючи її, передають рух гвинту З через зубчасті колеса 13 і 14. Унаслідок цього гвинт 3 переміщує палець 2 вздовж кривошипного диска й змінює ексцентриситет. Найбільший хід буде за найбільшого ексцентриситету.

Для правильного складання напрямні куліси мають міститися в площині, перпендикулярній до осі 12. їхню перпендикулярність перевіряють рівнем, а перпендикулярність торця кривошипного диска 4 до осі 12 контролюють індикатором.

Після складання вушко куліси з’єднують із повзуном верстата та проводять випробування на холостому ходу, а потім під навантаженням.

14.5. Складання храпових механізмів

Храпові (зубчасті) механізми — це механізми, призначені для періодичної подачі різального інструменту, зміни обертання з робочого ходу на холостий і навпаки, утримування вантажів під час їхнього підйому чи опускання, для само-затискання патронів тощо.

У храповому механізмі з автоматичною подачею стола поперечно-стругального верстата (рис. 14.5, а) кривошипний диск 6 установлений на ведучому валу 8, який приводить у дію кулісу верстата. Частота обертання вала 8 збігається з частотою обертання кривошипного диска. Отже, подача стола здійснюється один раз за подвійний хід повзуна, тобто під час його зворотного ходу. Палець 7 закріплюють у Т-подібному пазу кривошипного диска за допомогою гайки.

Рис. 14.5. Храпові механізми:

а — із змінним радіусом кривошипа; б — з постійним радіусом кривошипа; в, г — з перекидною собачкою; 1 — храпове колесо; 2 — важіль; 3 — собачка; 4,8 — вали; 5 — шатун; 6 — кривошипний диск; 7 — палець; 9 — щиток

Його

можна вручну переміщувати вздовж паза, змінюючи радіус кривошипа. Шатун 5 одним кінцем з’єднаний із важелем 2, іншим — із пальцем 7. Важіль вільно встановлений на валу 4, на якому за допомогою шпонки закріплене храпове колесо 1. На важелі 2 міститься собачка З, що пружиною притискається до храпового колеса та своїм кінцем входить у його впадину.

У такій конструкції храпового механізму подачу регулюють зміною радіуса кривошипа, залежно від якого змінюється й кут гойдання собачки, тобто кількість захоплюваних зубів храпового колеса, а отже, і кут повороту ходового гвинта.

У храпових механізмах із постійним радіусом і, відповідно, з постійним кутом гойдання собачки (рис. 14.5, б) є щиток 9, який повертається і закриває частину зубів храпового колеса. Тому собачка частково ковзає по щитку й захоплює різну кількість зубів. Крім собачок із пружиною, використовують перекидні собачки (рис. 14.5, в, г). За однобічної подачі зуби храпового колеса роблять скошеними, а собачку однобічною (у вантажопідйомних пристроях). Під час підйому вантажу собачка ковзає по зубах, а в разі зупинки — упирається в зуб, запобігаючи самовільному опусканню вантажу.

Під час складання храпового механізму (рис. 14.5, а) вали 4 і 8 установлюють у підшипники. Потім з’єднують важіль 2 із собачкою 3, попередньо розмістивши в гнізді пружину. В отвір стрижня собачки ставлять стопорний штифт і на кінець стрижня встановлюють головку. Потім складений важіль вільно розміщують на валу 4 і за допомогою шпонки на нього встановлюють храпове колесо 1. Другий кінець важеля 2 болтом з’єднують із лівою половиною шатуна 5, на кінець якого накручують з’єднувальну муфту. Після цього на вал 8 установлюють кривошипний диск 6, а кінець шатуна шарнірно з’єднують із пальцем 7. Головку пальця вводять у Т-подібний паз диска й фіксують гайкою. Коли штифт увійде в глибокий проріз, собачка має впертися у впадину між зубами храпового колеса, а штифт не повинен доходити до дна прорізу. Якщо штифт увійде в малий поперечний проріз, то він упреться в дно прорізу, а кінець собачки не повинен зачіпати вершини зубів храпового колеса. Складений храповий механізм має забезпечувати подачу в обох напрямках і регулювання їх у межах від одного зуба храпового колеса до тієї кількості зубів, що відповідає максимальному куту гойдання собачки. Роботу механізму перевіряють обертанням вручну, а потім від приводу, установлюючи подачу через один, два, три зуби храпового колеса.

14.6. Загальні дані про кривошипно-шатунні механізми

Кривошипно-шатунні механізми — це механізми, що призначені для сприймання тиску газів, які утворюються в циліндрах під час згоряння робочої суміші й перетворення прямолінійного зворотно-поступального руху поршня на обертальний рух колінчастого вала й навпаки.

Кривошипно-шатунний механізм (рис. 14.6, а) складається з нерухомих і рухомих деталей: блока циліндрів, головки блока циліндрів і піддона картера, поршнів, поршневих кілець, поршневих пальців, шатунів, колінчастого вала й маховика.

Блок циліндрів — це основа двигуна. Усередині блока й на ньому містяться деталі, механізми та прилади двигуна. Блоки автомобільних двигунів найчастіше мають 4, 6 і 8 циліндрів, рідше — 12 і 16. Розміщення циліндрів буває однорядне або V-подібне дворядне з кутом нахилу 90°. Блок циліндрів відливають як одне

ціле з картером двигуна з чавуну або алюмінієвого сплаву. Навколо циліндрів розміщена сорочка охолодження. У самому виливку є впускні та випускні канали з гніздами клапанів, клапанна коробка, де розміщені деталі газорозподільного механізму. Поверхню циліндрів, яку після розточування шліфують, називають дзеркалом циліндра. У блоках циліндрів з алюмінієвого сплаву циліндри зроблені у формі вставних гільз. Для збільшення терміну служби двигунів у верхню частину циліндрів, яка найбільше спрацьовується, запресовують короткі вставки із стійкого проти спрацювання чавуну.

Зверху блок циліндрів закритий головкою з алюмінієвого сплаву. Головка також має сорочку охолодження та камери згоряння з отворами для свічок запалювання. Герметичності прилягання головки до блока циліндрів досягають установленням метало-азбестової прокладки.

Піддон картера — це резервуар для масла, який закриває блок циліндрів знизу, захищаючи деталі двигуна від пилу та бруду. У нижній частині піддона є отвір для випускання масла, який закривають різьбовою пробкою. Піддон кріплять до картера блока циліндрів болтами. Для ущільнення між картером і піддоном установлюють пробкову прокладку.

Поршень сприймає тиск газів під час робочого такту двигуна й передає його на шатун. За допомогою поршня здійснюються також допоміжні такти.

Найчастіше поршні відливають з алюмінієвих сплавів, теплопровідність яких у 3—4 рази вища за теплопровідність чавуну. Крім того, поршні з алюмінієвих сплавів легші від чавунних.

Поршень має головку з днищем і напрямні стінки (юбка). На циліндричній поверхні головки виточені кільцеві канавки для розміщення поршневих кілець. Усередині поршня є два приливки (бобишки) з отворами для встановлення поршневого пальця. Під час роботи двигуна поршень нагрівається та розширюється.

Рис. 14.6. Кривошипно-шатунний механізм:

а — загальний вигляд; б — будова шатуна; 1 — шатуни; 2 — корінна шийка; З — колінчастий вал; 4 — поршневий палець; 5 — поршень; 6 — циліндр; 7 — маховик;

8 — мастильна канавка; 9 — втулка; 10 — верхня головка шатуна; 11 — болти;

12 — мастильний отвір; 13 — прокладки; 14 — гайки; 15 — кришка; 16, 17 — вкладиші

Його головка, стикаючись безпосередньо з гарячими газами, нагрівається та розширюється більше, ніж юбка, тому її діаметр роблять меншим. Щоб запобігти заклинюванню поршня в циліндрі, його юбку роблять із розрізом, який може бути П-, Т-подібним або косим. Щоб між поршнем і циліндром був найменший зазор, юбку поршня виготовляють овальною. Більшу вісь овалу розміщують у площині, перпендикулярній до осі пальця, де діють бокові сили, а меншу вісь — у площині поршневого пальця, де в бобишках зосереджено найбільшу масу металу. Тому, нагріваючись, поршень розширюється більше в цьому напрямку й набуває циліндричної форми. Щоб на дзеркалі циліндра не утворювалися задирки, поршні покривають тонким шаром олова.

Поршневі кільця виготовляють із сірого чавуну. їх поділяють на компресійні й маслознімні. Кільця мають розріз (замок) і внаслідок пружності щільно прилягають до стінок циліндрів. Компресійні кільця запобігають просочуванню газів у циліндр, їх установлюють у верхніх канавках головки поршня.

Маслознімні кільця запобігають потраплянню масла в камеру згоряння. їх установлюють нижче від компресійних. Через щілиноподібні прорізи або отвори в цих кільцях і через отвори в канавці поршня зайве масло витискається всередину поршня та стікає в картер. Для підвищення стійкості проти спрацювання верхнє компресійне кільце покривають шаром пористого хрому. Щоб запобігти просочуванню газів, кільця на поршень установлюють розрізом у різні боки.

Поршневий палець 4 шарнірно з’єднує поршень 5 із шатуном 1. Пальці виготовляють порожнистими із легованої або вуглецевої сталі, загартованої струмами високої частоти. На сучасних двигунах установлюють плаваючі пальці, що вільно повертаються в бобишках поршня і у верхній головці шатуна. Осьовому переміщенню такого пальця запобігають два стопорні кільця, які встановлюють у канавки бобишок поршня.

Шатун (рис. 14.6, б) з’єднує поршень із шатунною шийкою колінчастого вала й передає зусилля від поршня на колінчастий вал під час робочого такту. Для здійснення допоміжних тактів шатун передає рух поршню від колінчастого вала. Шатуни виготовляють із легованої або вуглецевої сталі. Він має верхню нероз-німну головку 10, стрижень двотаврового перерізу й нижню рознімну головку, обидві частини якої з’єднують болтами з гайками, а після затягування шплінтують. У верхню головку шатуна для зменшення тертя запресована бронзова втулка 9, у якій висвердлено отвір для мащення.

Для зменшення тертя та спрацювання шатунних шийок колінчастого вала в нижню рознімну головку шатуна вставляють шатунний підшипник, виготовлений із двох тонкостінних сталевих вкладишів, залитих антифрикційним сплавом. Щоб вкладиші під час роботи двигуна не прокрутилися, на них роблять виступи, що входять у виїмки нижньої та верхньої половин рознімної головки шатуна.

У верхній половині нижньої головки шатуна просвердлено отвір для направленого розбризкування масла на стінки циліндрів і кулачки розподільного вала.

Колінчастий вал сприймає зусилля від шатунів і перетворює їх на крутний момент, який потім передається до механізмів трансмісії.

Колінчасті вали штампують із сталі або відливають із магнієвого чавуну. Форма вала залежить від тактності двигуна, кількості циліндрів, їхньої рядності та порядку роботи.

Колінчастий вал має опорні корінні шийки 2, шатунні шийки, щоки й противаги. На задньому кінці вала є фланець з отворами, для кріплення маховика — маслозгінна різьба або маслознімний буртик. По центру фланця зроблено заглиблення для встановлення підшипника ведучого вала коробки передач. На передньому кінці вала, який називають носком, є шпонкові канавки для кріплення розподільної шестерні та маточини шківа привода вентилятора. У торці носка є отвір із різьбою для встановлення храпового колеса. Для підведення мастила від корінних шийок до шатунних у щоках просвердлено похилі канали.

Противаги зрівноважують відцентрові сили та зменшують вібрацію двигуна, їх відливають як одне ціле з валом або кріплять до щік вала болтами.

Осьові навантаження колінчастого вала, що виникають під час застосування косозубих газорозподільних шестерень, сприймаються упорними сталевими шайбами, залитими з одного боку бабітом. Ці шайби розміщують по обидва боки переднього корінного підшипника. У корінних підшипниках застосовують тонкостінні вкладиші тієї самої конструкції, що й у шатунних. Для підвищення стійкості проти спрацювання корінні та шатунні шийки піддають поверхневому загартуванню.

Для зменшення маси вала й відцентрових сил шатунні шийки виготовляють порожнистими. Ці порожнини під час обертання колінчастого вала відіграють роль брудовловлювачів. Під час роботи двигуна масло від корінних підшипників по каналу в щоках надходить у порожнини шатунних шийок. Продукти спрацювання, що містяться в маслі, під дією відцентрових сил відкидаються на стінки брудовловлювачів, а очищене масло через отвори в шатунній шийці та вкладишах надходить для мащення шатунного підшипника.

Маховик 7 має форму диска. Він виводить поршні з мертвих точок, зменшує нерівномірність обертання колінчастого вала, полегшує пуск двигуна. Кінетична енергія маховика використовується також для плавного рушання автомобіля з місця, коли потужність двигуна ще невелика. Маховик виготовляють із сірого чавуну та закріплюють на фланці колінчастого вала несиметрично розміщеними болтами, бо колінчастий вал разом з маховиком і зчепленням динамічно балансують. На маховик насаджено зубчастий вінець, за допомогою якого запускають двигун стартером. Для збільшення махового моменту основна маса металу маховика зосереджена на його ободі.

14.7. Складання шатунної групи

Кривошипно-шатунний механізм складається з двох складальних одиниць — шатунної та поршневої. У шатунній групі колінчастий вал з’єднують із поршнем. Складання починають із запресовування втулки 9 у верхню головку 10 шатуна (рис. 14.6, б). Мастильна канавка 8 у втулці, що призначена для подавання масла до поршневого пальця, має міститися проти мастильного отвору 12 шатуна. Отвір втулки розточують, тому що після запресовування її внутрішній діаметр зменшується. Потім складають нижню головку шатуна. Для цього перевіряють паралельність площин роз’єму вкладишів 16 і 17 підшипника ковзання методом контролю «на фарбу». Плями фарби мають розміщуватися рівномірно на обох половинах вкладиша. У разі відхилення від паралельності площини шабрують. Вкладиші не повинні виступати з корпусу шатуна більше ніж на 0,05-0,15 мм. Далі вкладиші 16 і 17 установлюють у нижню головку шатуна та його кришку 15.

За допомогою болтів 11 і гайок 14 з’єднують нижню головку з кришкою. Для забезпечення потрібного зазору між вкладишем підшипника нижньої головки шатуна та шийкою колінчастого вала між корпусом шатуна й кришкою встановлюють латунні або мідні прокладки 13. Товщину прокладок вказують у технічних умовах на складання, вона коливається в межах 4-5 мм. Кожна прокладка має товщину до 0,05 мм. Гайки 14 шплінтують, щоб вони не самовідкручувалися.

Після складання розміри й геометричні форми отворів шатуна контролюють мікрометричним нутроміром (рис. 14.7, а).

Прямолінійність шатуна перевіряють за допомогою спеціального пристосування (рис. 14.7, б). Для цього верхню головку 5 шатуна 6 установлюють на контрольний палець 4 з конусом, а нижню головку — на палець 7 контрольної плити 2 і закручують гвинт 8. На циліндричні пояски пальця 4 установлюють призму З так, щоб штифти, запресовані в корпус призми, дотикалися до контрольної плити 2. За прямолінійності шатуна всі три штифти будуть дотикатися до контрольної плити. Зазор між штифтом і плитою вимірюють щупом 1. Скручення шатуна не повинне перевищувати 0,05 мм.

Для контролю подвійного згину (рис. 14.7, в) шатун закріплюють на кільці 12 контрольної плити 10; обмежувач 9 висувають до упору в торець нижньої головки шатуна й закріплюють гвинтом. Глибиноміром 11 вимірюють відстань від торця верхньої головки до площини плити й, повертаючи шатун на 180°, доводять його до упору торця нижньої головки в обмежувач, після чого повторюють вимірювання. За різницею показів вимірювального інструмента визначають якість шатуна.

Перевірку паралельності осей отворів нижньої та верхньої головок шатуна виконують за допомогою спеціального пристосування (рис. 14.7, г). Шатун 14 нижньою головкою розміщують на розтискній оправці 13, у верхню головку встановлюють палець 15, а на нього — призму 16 із трьома штифтами, які впираються в площину плити 17. Якщо осі непаралельні, один із штифтів не дійде до плити. Зазор між плитою і штифтом має становити 0,03-0,05 мм.

Тріщини шатуна виявляють ультразвуковим або рентгенівським методом.

Для складання кривошипно-шатунних механізмів використовують різні встановлювальні пристрої (див. рис. 4.9, с. 22; 4.12, с. 25).

Рис. 14.7. Контроль складання шатуна:

а — форми і розмірів нижньої головки; б — прямолінійності; в — на подвійний згин; г — паралельності осей отворів; 1 — щуп; 2, 10, 17 — плити; 3,16 — призми;

4, 7, 15 — пальці; 5 — верхня головка шатуна; 6, 14 — шатуни; 8 — гвинт;

9 — обмежувач; 11 — глибиномір; 12 — кільце; 13 — розтискна оправка

14.8. Складання поршневої групи

Поршнева група кривошипно-шатунного механізму складається із циліндра, поршня 4, поршневих кілець 6, поршневого пальця З і деталей ущільнення (рис. 14.8).

Складання поршневої групи починають із підбору поршнів за гільзами циліндрів. У двигунах із кількома циліндрами поршні, крім підбору за розмірами, підбирають за масою (масу вказують на днищі шляхом клеймування). Перед складанням індикаторами детально перевіряють внутрішні діаметри отворів для циліндрів у блоках, а стрічковим щупом — зазор між поршнем і гільзою. Ширину щупа вибирають залежно від зазорів у межах 10-15 мм.

Нормальну роботу деталей можна забезпечити тільки в разі правильного вибору зазору. Якщо зазори недостатні, збільшується тертя, спрацювання спряжених деталей, нагрівання кілець і поршнів. Якщо зазори великі, можливе підгоряння кілець, зменшується потужність. Унаслідок нерівномірного нагрівання поршня розмір зазорів по його висоті неоднаковий. Найменший зазор у холодному стані витримується між циліндром і нижньою частиною поршня; ця частина є для поршня центруючою. Зазор має забезпечувати утворення шару мастильного матеріалу й запобігати заклинюванню поршня в разі його нагрівання. Орієнтовний зазор між поршнем і стінкою циліндра має становити від 0,001 до 0,002 діаметра циліндра для чавунних поршнів і від 0,002 до 0,004 діаметра — для алюмінієвих. Поршневі кільця мають бути певної пружності (зусилля стискання до дотику замка 35-70 Н). За малої пружності кільця нещільно прилягають до циліндра, а за великої — створюють надто великий тиск на нього, що призводить до швидкого спрацювання циліндра й кілець. Перед установленням кільця детально оглядають; тріщини, викришування та сліди обробки не допускаються.

Для встановлення кілець на поршень використовують спеціальні щипці й робочі пристрої (див. рис. 4.10; с. 23). Велике значення має зазор між торцями кілець, який не повинен перевищувати 0,3-0,8 мм. Перед установленням кілець рекомендовано перевірити розмір зазору між кільцем і стінкою канавки поршня. Замки (стики) поршневих кілець розташовують так, щоб вони були зміщені на кут, кратний кількості кілець (90° — для чотирьох кілець, 120° — для трьох і т. д.). Поршень 4 з поршневими кільцями б з’єднують поршневим пальцем 3 з верхньою головкою 2 шатуна 5 (рис. 14.8, а). Поршневий палець змащують маслом і

вводять, натискаючи на нього (або легкими ударами дерев’яного молотка), в отвір поршня та верхньої головки 2 шатуна. Якщо за умовами роботи палець потрібно установити з натягом, то перед установленням пальця поршень нагрівають у масляній ванні до температури +70-90 °С. Для запобігання осьовому зміщенню пальця його стопорять кільцями 1, які встановлюють у корпусі поршня.

Для встановлення поршня з кільцями в циліндр використовують спеціальне пристосування (рис. 14.8, б) з конічним отвором, менший діаметр якого дорівнює діаметру циліндра, а більший трохи перевищує діаметр поршневих кілець. Пристосування встановлюють на торці циліндра, і, впускаючи поршень, кільця стискаються та легко входять у циліндр.

Загальне складання кривошипного механізму поділяють на складання поршня, попереднє складання шатуна, з’єднання поршня із шатуном і встановлення шатунно-поршневої групи на вал.

14.9. Загальні дані про механізми клапанного розподілу

У двигунах сучасних автомобілів застосовують клапанні газорозподільні механізми з нижнім або верхнім розміщенням клапанів (рис. 14.9).

Газорозподільний механізм із нижнім розміщенням клапанів складається з розподільного (кулачкового) вала, привідних шестерень, штовханів, впускних і випускних клапанів із клапанними пружинами та деталями кріплення.

Газорозподільний механізм з верхнім розміщенням клапанів, крім перелічених вище деталей, має ще штанги й коромисла, розміщені між штовханами та клапанами. Клапани в таких двигунах містяться в головці блока циліндрів.

Під час роботи двигуна обертальний рух від колінчастого вала через привідні шестерні передається на розподільний вал. Кулачки розподільного вала механізму з нижнім розміщенням клапанів набігають на штовхані та піднімають їх. При цьому штовхані тиснуть на клапани й піднімають їх, стискуючи пружини. Верхня частина (головка) клапанів, піднімаючись, відкриває впускні або випускні отвори відповідних каналів. Під час роботи механізму з верхнім розміщенням клапанів штовхан тисне на штангу та піднімає її. Штанга, натискаючи верхнім кінцем на плече коромисла, обертає його навколо осі. Кінець другого плеча коромисла тисне на клапан, який, опускаючись, відкриває отвори відповідних каналів.

Рис. 14.9. Механізм клапанного розподілу з тарільчастими клапанами: а — клапанна група; б — розподільний вал; 1 — тарілка; 2 — сідло; 3 — пружина;

4 — шток клапана; 5 — регулювальний гвинт; 6 — ролик; 7 — кулачок; 8 — коромисло; 9 — зубчасте колесо; 10 — упорний фланець; 11, 12, 13 — втулки

Верхнє розміщення клапанів конструктивно ускладнює будову газорозподільного механізму, але дає можливість створити камеру згоряння вигіднішої форми, унаслідок чого підвищується ступінь стиснення, краще заповнюються циліндри завдяки зменшенню опору для пальної суміші й випуску відпрацьованих газів. Усі ці переваги сприяють підвищенню потужності й економічності двигуна.

Розподільний вал (рис. 14.9, б) призначений для відкривання та закривання клапанів у потрібний момент і в послідовності, що забезпечує правильний перебіг робочого циклу двигуна. Його виготовляють із сталі або відливають із спеціального чавуну. Для зменшення спрацювання поверхні тертя вала піддають поверхневому загартуванню, а потім шліфують.

Розподільний вал має кулачки, опорні шийки, гвинтову шестерню приводи масляного насоса та переривача-розподільника й ексцентрик для приводу паливного насоса.

Розподільний вал установлюють в отвори картера двигуна, у які запресовано сталеві втулки з бабітовою заливкою. На ці втулки вал опирається шийками.

Для кожного циліндра на валу є по два кулачки. На передньому кінці розподільного вала на шпонці насаджено та закріплено болтом чавунну або текстолітову косозубу шестерню, що входить у зачеплення із сталевою шестернею колінчастого вала. Кількість обертів розподільного вала вдвічі менша від кількості обертів колінчастого вала, бо за два оберти колінчастого вала в чотиритактному двигуні кожний клапан має відкритися один раз. Для цього треба, щоб діаметр шестерні розподільного вала був удвічі більшим за діаметр шестерні колінчастого вала.

Початок відкривання і кінець закривання клапанів залежить від розміщення поршня в циліндрі, тому розподільні шестерні з’єднують між собою так, щоб позначки на них збігалися.

Косозубі розподільні шестерні створюють менше шуму, але під час роботи двигуна косі зуби, намагаючись вийти із зачеплення, спричиняють осьове переміщення розподільного вала.

Щоб запобігти цьому, до передньої стінки блока циліндрів двома болтами прикручено сталевий упорний фланець. Товщина фланця менша від товщини розпірного кільця, що розміщене між торцем передньої опорної шийки розподільного вала та маточиною шестерні й забезпечує зазор, потрібний для обертання розподільного вала разом із шестернею.

Штовхані призначені для передавання зусилля від кулачків розподільного вала до клапанів. Штовхачі виготовляють із сталі або чавуну. їхні робочі поверхні термічно обробляють і шліфують. Для зменшення маси та сил інерції під час роботи штовхач виготовляють порожнистим. Щоб зменшити спрацювання, він має під час роботи прокручуватися. Тому осі штовхачів зміщують щодо кулачків або нижню поверхню тарілки штовхачів роблять випуклою, а вершину кулачків розподільного вала — конусною. Для регулювання зазорів між штовхачем і клапаном у стрижень штовхача газорозподільного механізму з нижнім розміщенням клапанів укручено регулювальний гвинт із контргайкою.

Штанги призначені для передавання зусилля від штовхача до коромисел у разі верхнього розміщення клапанів. Штанги виготовляють із сталевих або дюралюмінієвих трубок із сталевими наконечниками сферичної форми. Штангу установлюють нижнім кінцем у гніздо штовхача.

Коромисла призначені для передавання зусилля (зі зміною його напрямку) від штанг до стрижнів клапанів. Коромисла виготовляють із сталі. їх установлюють у бронзових втулках шарнірно й на порожнистій осі, закріпленій у стояках на головці блока циліндрів. Для регулювання зазору між стрижнем клапана й коромислом у коротке плече коромисла вкручують регулювальний гвинт із контргайкою або на верхній кінець штанги нагвинчують наконечник із контргайкою.

Клапани призначені для відкривання та закривання впускних і випускних отворів, які з’єднують циліндри з відповідними трубопроводами. Виготовляють клапани висадкою з пруткової сталі: впускний — із хромистої, випускний — із сильнохромованої жаротривкої сталі.

Після висадки клапани піддають механічній та термічній обробці.

Клапан складається з головки та стрижня. На нижній частині головки виготовлено скошену під кутом 45° або 30° вузьку кромку, яку називають робочою поверхнею клапана. Цією поверхнею клапан прилягає до гнізда, і для герметичності його старанно притирають. Щоб циліндри краще наповнювалися пальною сумішшю, головки впускних клапанів виготовляють більшого діаметра, ніж головки випускних. Стрижень клапана в нижній частині має виточку для деталей кріплення клапанної пружини.

Гнізда випускних клапанів роблять вставними із жаротривкого чавуну, завдяки чому збільшується термін служби блока циліндрів.

Напрямні втулки забезпечують точну посадку клапанів у гніздах. їх виготовляють із чавуну або металокераміки й запресовують у блок чи в головку блока циліндрів (у механізмі з верхнім розміщенням клапанів).

Під час роботи двигуна клапани нагріваються і їхні стрижні подовжуються. Тому для нормальної роботи двигуна як у холодному, так і прогрітому станах між стрижнем клапана та штовхачем має бути певний зазор. Випускний клапан нагрівається більше, ніж впускний, а отже, і зазор між стрижнем випускного клапана та штовхачем має бути більшим. У сучасних двигунах зазор коливається від 0,15 до 0,30 мм — для впускних і від 0,20 до 0,45 мм — для випускних клапанів.

Пружина призначена для утримування клапана в закритому стані, а також для щільної посадки його в гнізді. Виготовляють пружини із спеціального сталевого пружного дроту. Для збільшення терміну служби пружини після виготовлення піддають дробоструминній обробці.

Щоб зменшити вібрації та запобігти на великих обертах поломці колінчастого вала, пружини клапанів роблять із змінним кроком. Пружину встановлюють на виступаючий із напрямної втулки кінець стрижня клапана так, щоб одним кінцем вона впиралась у блок. Другий її кінець закріплюють на стрижні клапана шпилькою, уставленою в отвір стрижня клапана, або двома конічними сухарями, що мають розрізи, внутрішній буртик яких входить у кільцеву виточку стрижня клапана.

14.10. Складання механізмів клапанного розподілу

Складання механізму клапанного розподілу починають із запресовування втулок 11,12 і 13 (рис. 14.9, б) за допомогою преса або спеціального пристосування. Канавки для мащення на втулках мають розташовуватися точно навпроти мастильних отворів у блоці циліндрів. Після запресовування втулки стопорять

від прокручування гвинтами, а отвори розвертають для відновлення посадочних розмірів. Відхилення форми отвору від циліндричності не повинне перевищувати 0,04 мм. Упорний фланець 10 установлюють для запобігання осьовому зміщенню вала під впливом осьових сил, які виникають у зубчастому зачепленні з косозубою зубчастою передачею. Товщину фланця підбирають такою, щоб осьове зміщення вала не перевищувало 0,1-0,25 мм. Зубчасте колесо 9 установлюють на валу з натягом або зазором. Розподільний вал із зубчастими колесами та фланцем установлюють у підшипники, а фланець закріплюють гвинтами. Після складання перевіряють радіальне биття за зовнішнім діаметром зубчастого колеса й регулюють розподільний вал за колінчастим.

Для забезпечення нормальної роботи розподільного механізму велике значення має щільність прилягання клапана до сідла. Потрібної щільності досягають шліфуванням фасок клапанів і чистовою обробкою сідла клапана в корпусі двигуна (див. рис. 7.47; с. 96). Клапан притирають до сідла за допомогою дрібнозернистих абразивних порошків і паст, поки по всьому колу не з’явиться матова смуга завширшки 1,5-3 мм (ця смуга має бути на сідлі клапана та на його фасці). Притирання виконують уручну дрелями або на спеціальних верстатах. Через неякісне притирання виникає витікання газів і швидке прогоряння сідла клапана. Для перевірки якості притирання клапанів наливають гас. За високої якості притирання гас не буде просочуватися між клапаном і сідлом. Для притирання використовують пасту, виготовлену з наждачного порошку й суміші гасу та веретенного масла, пасту ДОІ або пасту із синтетичних алмазів. Процес притирання вважають завершеним, якщо робочі поверхні мають суцільну матову смугу (див. підрозділ 7.13).

Запитання та завдання

1. Яке призначення гвинтових механізмів?

2. Назвіть особливості будови гвинтових механізмів.

3. Як виконують складання гвинтових механізмів?

4. З яких деталей складають ексцентрикові механізми?

5. Охарактеризуйте технологію складання ексцентрикових механізмів.

6. Яка будова кулісних механізмів?

7. Як складають кулісні механізми?

8. Охарактеризуйте храпові механізми.

9. Як виконують складання храпових механізмів?

10. Для чого призначений кривошипно-шатунний механізм?

11. Охарактеризуйте будову кривошипно-шатунних механізмів.

12. Як виконують складання шатунної групи?

13. Охарактеризуйте технологію складання поршневої групи.

14. Укажіть основні частини механізму клапанного розподілу.

15. За допомогою яких матеріалів клапан притирають до сідла?

16. Як перевіряють якість притирання клапана до сідла?

17. Коли процес притирання вважають завершеним?

 

 

Це матеріал з підручника ехнологія механоскладальних робіт" Гуменюк 2020

 



Попередня сторінка:  13. Складання механізмів поступального...
Наступна сторінка:   15. Технологія складання гідравлічних ...



^