Лабораторная работа № 1
Тема: Дефектация блока цилиндров двигателя.
Цели работы: Приобрести практические навыки при работе с инструментом, применяемым при дефектации деталей; приобрести практические навыки определения дефектов; уяснить характер работ, выполняемых дефектовщиком.
Оборудование и оснастка рабочего места: лабораторный стол, штангенциркуль ШЦ-1-150 (ГОСТ 166—89), микрометр механический Matrix Мk-317505 (ГОСТ 15150-69), блок цилиндров а/м ВАЗ -21213.
Теоретические сведения.
Вид и характер дефектов. Способы их устранения. В процессе работы двигателя на блок цилиндров и гильзу воздействуют силы трения, внутренние напряжения в металле, вибрация, агрессивность среды и др. Все это приводит к износам (∆изн до 0,150 мм, ∆нецил до 0,120 мм), нарушениям качества поверхности (задиры, риски, коррозия), механическим повреждениям (трещины, отколы, дефекты резьб) и отклонениям расположения (непараллельность, неперпендикулярность и др.).
Износы, механические и коррозионные повреждения устраняются обработкой деталей под ремонтные размеры (РР) или постановкой дополнительных ремонтных деталей (ДРД), заваркой в среде аргона, а также синтетическими материалами. Деформации различного характера устраняются слесарно-механической обработкой.
Рис.1 Основные размеры блока цилиндров
Блок цилиндров отлит из специального чугуна. Цилиндры блока по диаметру подразделяются через 0,01 мм на пять классов, обозначаемых буквами: А, В, С, D, Е. Класс цилиндра указан на нижней плоскости блока против каждого цилиндра. Цилиндр и сопрягающийся с ним поршень должны быть одного класса для обеспечения зазора между поршнем и цилиндром 0,05-0.07 мм. Диаметры цилиндров на двигателе ВАЗ 21213, 21214 - 82,00 с ремонтными размерами 82.40 и 82,80 с такими же допусками по классам.
В нижней части блока цилиндров расположены пять опор коренных подшипников коленчатого вала с тонкостенными сталеалюминиевыми вкладышами. Вкладыши средней - 3-й шейки шире остальных и оба гладкие, остальные одинаковой ширины.) Отверстия под подшипники коленчатого вала в блоке цилиндров обрабатываются в сборе с крышками, поэтому крышки подшипников не взаимозаменяемы, и для различия на их наружной поверхности сделаны риски.
В задней опоре имеются гнезда для установки упорных полуколец, удерживающих коленчатый вал от осевых перемещений. Спереди устанавливается сталеалюминевое полукольцо, а сзади - металлокерамическое (желтого цвета), пропитанное маслом. Величина осевого зазора коленчатого вала при сборке двигателя обеспечивается в пределах 0,06-0, 26 мм. Если в эксплуатации зазор превышает максимально допустимый (0, 35 мм), необходимо заменять упорные полукольца новыми или ремонтными, увеличенными на 0, 127 мм. Канавки, находящиеся на одной стороне полуколец, должны быть обращены к упорным поверхностям коленчатого вала.
В передней части блока цилиндров имеется полость для привода механизма газораспределения, закрытая крышкой, в которой установлен передний сальник коленвала. С задней стороны к блоку цилиндров прикреплена задняя крышка с сальником коленвала. В левой части блока установлен валик привода вспомогательных агрегатов. В отверстия под подшипники валика запрессованы сталеалюминевые втулки.
Рис.2 Маркировка размерного класса цилиндров на блоке
Рис. 3 Измерение цилиндров нутромером Рис.4 Схема измерения
1 – нутромер;
2 – установка нутромера на ноль по калибру А и В – направления измерений;
Порядок проведения осмотра.
1. Досконально вымойте блок цилиндров и очистите масляные каналы. Продув и просушив сжатым воздухом, исследуйте блок цилиндров. Трещины в опорах или других местах блока цилиндров не допускаются.
2. Если имеется подозрение на попадание охлаждающей жидкости в картер, то на специальном стенде измерьте герметичность блока цилиндров. Для этого, заглушив отверстия охлаждающей рубашки блока цилиндров, нагнетайте в нее воду комнатной температуры под давлением 0,3 Мпа (3 кгс/см2). В ход двух минут не должно наблюдаться протекания водной мaccы из блока цилиндров.
3. Если наблюдается попадание масла в охлаждающую жидкость, то без полной разборки двигателя проверьте, нет ли трещин около блока цилиндров в зонах масляных каналов. Для этого слейте охлаждающую жидкость из системы охлаждения, демонтируйте головку цилиндров, заполните рубашку охлаждения блока цилиндров водой и подайте краткий воздух в вертикальный масляный канал блока цилиндров.
4. Измерьте остроумие разъема блока цилиндров с головкой с помощью линейки и подборки щупов. Линейка устанавливается по диагоналям плоскости и в середине в продольном направлении и поперек. Допуск плоскостности составляет 0,1 мм.
Табл. 1.Технологическая инструкция на дефектацию блока цилиндров
| Содержание перехода | Указания по выполнению |
| 1. Ознакомиться с организацией рабочего места и проверить его комплектность | Уяснить специализацию рабочего места, назначение и расположение оборудования, оснастки, деталей, документов и справочной информации, уровень механизации труда. |
| 2. Изучить конструктивно- технологическую характеристику деталей, условий работы и возможные дефекты | Уяснить конструктивные элементы деталей и технологические требования к ним, вид и род трения, характер воспринимаемых нагрузок, агрессивность среды, вид и характер дефектов, способы и средства дефектации, методы устранения дефектов и технологию ремонта, требования РК 200-РСФСР- 2025—73 на ремонт |
| 3. Изучить оборудование и оснастку | Уяснить правила пользования инструментом и правила техники безопасности. Подготовить инструмент к работе. |
| 4. Подготовить исходные данные | Назначить конструктивные элементы, подлежащие дефектации: а) блок цилиндров (стенки рубашки охлаждения и верхнего картера, резьбовое отверстие под шпильку крепления головки блока, отверстия под толкатели); б) гильза цилиндров (отверстие под поршень, посадочная поверхность). Название конструктивных элементов записать в графу «2» разд. 2.2 отчета (см. прилож. 1). Для каждого конструктивного элемента, подлежащего дефектации, определить технологические параметры (точность размера, формы и расположения; требования к качеству поверхности; величину допустимого износа, ремонтные размеры) и их значения, а также способы и средства контроля. Значения технологических параметров записать в графу «З», а наименования способов и средств дефектации — в графу «5» разд. 2.2 отчета. |
| 5. Определить состояние блока цилиндров. | |
| 5.1. Осмотреть блок цилиндров | Установите наличие выбракованных признаков, а при их отсутствии — места расположения и характер трещин, отколов, рисок, царапин, выработки и других видимых дефектов. Результаты записать в графу «4» разд. 2.2 отчета |
| 5.2. Определить состояние резьбы в отверстиях под шпильки крепления головки цилиндров | Поочередно ввернуть в резьбовые отверстия калибр-пробку резьбовую МП—6Н. Калибр должен плотно вворачиваться в отверстие. Покачивание и осевое перемещение калибра свидетельствуют о необходимости ремонтных воздействий Результаты контроля по каждому из отверстий записать в графу «4» разд. 2.2 отчета |
| 5.3. Определить состояние отверстий под толкатели | Попытаться ввести калибр-пробку в отверстие. Если калибр проходит, отверстие требует ремонтных воздействий. Результаты по каждому из отверстий записать в графу «4» разд. 2.2 отчета |
| 6. Определить состояние гильзы цилиндров | |
| 6.1. Осмотреть гильзу цилиндров | Указания по выполнению см п. 5.1 |
| 6.2. Замерить отверстие под поршень | С помощью индикаторного нутромера (или пневматического длиномера) замерить диаметр отверстия в поясах 1—1, II—II,III–III (рис. 1) и взаимно перпендикулярных плоскостях (А—А и Б—Б). Результаты записать в разд. 2.4 отчета. Пояс 1—1 располагают ниже выработки от верхнего поршневого кольца; II—II — посередине гильзы; III—III — на 20 мм выше нижнего обреза гильзы |
| 6.3. Определить величину общего износа (Иобщ), мм | Иобщ = Dи-Dn где Dи — наибольшее значение диаметра всех замеренных гильз (использовать величину с наибольшим износом); Dn — диаметр гильзы до начала эксплуатации (наибольший предельный размер по рабочему или ремонтному чертежу) |
| 6.4. Определить величину одностороннего неравномерного износа (И), мм | И=β⋅Иобщ где β — коэффициент неравномерности износа (β =0,4). |
| 6.5. Определить нецилиндричность (овальность и конусообразность), мм | ∆ов=DA–A–DБ–Б ∆кон=Dmax–Dmin Для каждого отверстия под поршень получить три значения овальности и два — конусообразности и занести их в разд. 2.4 отчета. Наибольшее значение записи в разд. 2.2 отчета |
| 6.6. Определить размер обработки отверстия под поршень (Dp), мм | Расчет вести по гильзе с предельным размером отверстия под поршень ∆р= Dи +И+2Z где Z—минимальный односторонний припуск на обработку (для расточки и хонингования 2Z=0,150 мм). Записи расчетов вести в разд. 2.1 отчета. |
| 6.7. Назначить категорию РР для всех гильз (Орр), мм | Сравнить результаты расчета со значениями РР (табл. 4 из РК 200-РСФСР-2025—73) и выбрать ближайшее большее значение Dрр≥Dр где Dpp — категорийный ремонтный размер. Категорию РР (значение диаметра) записать в графу «4» разд. 2.2 отчета |
| 6.8. Определить состояние посадочной поверхности | Замерить микрометром диаметр посадочной поверхности гильз в одном поясе (посередине и двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Результаты записать в таблицу разд. 2.4 отчета. Наибольший действительный размер по каждой гильзе записать в графу «4» соответствующей строки разд. 2.2 отчета |
| 7. сделать заключение | Сравнить действительное состояние деталей с требованиями РК и в графу «б» разд. 2.2 отчета записать категорию их состояния по данному параметру каждого конструктивного элемента, подлежащего дефектации («без ремонта»), «в ремонт», «брак»). При направлении детали «в ремонт» указать способ устранения дефекта |
| 8. Организационно-техническое обслуживание рабочего места | Привести в исходно положение инструмент, детали документы, протереть инструмент, детали оборудование и поверхность стола ветошью. Сдать рабочее место дежурному. Подписать отчет |
| 10. Сдача отчета защита результатов работы | Предъявить преподавателю заполненный бланк отчета, при этом учащийся должен уметь объяснить (при необходимости обосновать) выполненные расчеты и принятые технологические решения, знать основные характеристики оборудования, оснастки, инструмента, применявшихся при выполнении лабораторной работы, знать содержание технологической инструкции |
Контрольные вопросы и задания
1. Перечислите основные конструктивные элементы блока цилиндров и его дефекты
2. Перечислите основные конструктивные элементы гильзы цилиндра и ее дефекты
3. Как установить индикаторный нутромер на базовый размер?
4. Порядок проведения осмотра блока цилиндров.
5. Как определить величину ремонтного размера для отверстия?
Лабораторная работа № 2
Тема: Дефектация коленчатого вала.
Цели работы: п риобрести практические навыки при работе с инструментом, применяемым при дефектации детали; приобрести практические навыки определения дефектов; Уяснить характер работ, выполняемых дефектовщиком.
Оборудование и оснастка рабочего места: лабораторный стол, штангенциркуль ШЦ-1-150 (ГОСТ 166—89), микрометр механический, коленчатый вал автомобиля ЗИЛ-130
Теоретические сведения.
Конструктивно-технологическая характеристика детали. Основные конструктивные элементы коленчатого вала — коренные и шатунные шейки, носок вала (посадочные поверхности под шкив и шестерню), шпоночная канавка, резьба под храповик, фланец вала (отверстия под болты крепления маховика и под подшипник ведущего вала коробки передач).
Требования к точности размеров: в пределах квалитетов 4—5 (для шеек валов) и квалитетов 6—7 для остальных конструктивных элементов, отклонения форм и расположения не должны выходить за пределы поля допуска 5-го квалитета. Отклонения радиуса кривошипа не должны превышать значения ±0,05 мм. Шероховатость поверхности шеек не грубее Rа = 0,32 мкм). Коленчатые валы должны быть динамически отбалансированы.
Установочной базой служат фаски в отверстиях под храповик и под подшипник ведущего вала коробки передач.
Рис. 1 Основные размеры коленчатого вала
Коленчатый вал – литой, чугунный, пятиопорный. Предусмотрена возможность перешлифовки шеек коленчатого вала при исправлении с уменьшением диаметра на 0,25; 0,5; 0,75 и 1 мм.
Осевое движение коленчатого вала ограничено двумя упорными полукольцами. Они вставляются в гнезда блока цилиндров по обе стороны среднего коренного подшипника, причем с задней стороны ставится металлокерамическое полукольцо (желтое), а с передней стороны – сталеалюминевое. Полукольца производятся двух размеров – нормального и увеличенного по толщине на 0,127 мм.
Рис. 2 Допустимые биения основных поверхностей коленчатого вала
Вид и характер дефектов. Способы их устранения. В процессе работы на коленчатый вал воздействуют силы трения, вибрация, знакопеременные нагрузки, среда и др. Это вызывает появление износов (∆изн до 0,1 мм, ∆нецил до 0.08 мм), нарушение качества поверхности шеек коленчатого вала (задиры, риски, коррозия), механические повреждения (трещины, дефекты резьб), отклонения расположения (^биения Д° 0,150мм). Скрытые дефекты определяются при помощи люминесцентных (ЛДА-3, ЛД-2), магнитных (МДВ, 77МД-1, МЭД-2) и ультразвуковых (УЗД-7Н) дефектоскопов.
Возникающие дефекты устраняются обработкой под ремонтные размеры (РР), слесарно-механической обработкой, наплавкой под слоем легирующего флюса. Биение устраняется пластическим деформированием (правкой).
Ниже приводится технологическая инструкция на дефектацию коленчатого вала.
| Содержание перехода | Указания по выполнению |
| 4. Подготовить исходные данные | Назначить конструктивные элементы, подлежащие дефектации (коренные и шатунные шейки, первый кривошип, коленчатый вал), их названия записать в графу «2» разд. 2.2 отчета (см. прилож. 1). Для каждого конструктивного элемента определить технологические параметры (размеры п6 рабочему чертежу, допустимые без ремонта, ремонтные требования к точностиразмера, формы и расположения, к качеству рабочей поверхности)и их значения, а также способы и средства дефектации. Значение параметров и наименования способов и средств дефектации записать в графу «5»разд. 2.2 (см. прилож. 1). |
| 5. Проверить состояние фасок центровых отверстий и резьбы под храповик | На центровых фасках не должно быть забоин. Вал с поврежденными центровыми фасками устанавливать на прибор ПБМ нельзя. При наличии сорванных ниток в резьбе определяют их число |
| 7. Определить состояние коленчатого вала | |
| 7.1. Осмотреть коленчатый вал | Установить наличие выбраковочных признаков, а при их отсутствии — места расположения и характер отколов, рисок, задиров, выработки и других видимых дефектов. Результаты записать в графу «4» разд. 2.2 отчета |
| 7.2. Определить размеры коренных шеек | Измерить диаметры шеек микрометром. Измерения каждой шейки провести в поясах 1—1, II— II (рис. 2, а) и двух взаимно перпендикулярных плоскостях А—А и Б—Б (А—А для всех коренных шеек берется в плоскости кривошипа первой шатунной шейки). Пояса находятся у концов шейки на расстоянии, равном 1/4 от ее общей длины; первый пояс ближе к носку вала. Результаты замеров записать в разд. 2.4 отчета (см. табл. 4) |
| 7.3. Определить величину общего износа (Иовщ) для всех шеек, мм | Иовщ =dн —dи, где dн – диаметр шейки до начала эксплуатации (наименьший предельный размер по рабочему или ремонтному чертежу); d, —минимальный диаметр шейки (использовать значение с наибольшим износом) |
| 7.4. Определить величину одностороннего неравномерного износа (И), мм | И=β·Иобщ, где β=0,6—коэффициент неравномерности износа |
| 7.5. Определить нецилиндричность (овальность и конусообразность), мм | ∆ОВ=d А–А — d Б–Б ∆КOH.= d I-I— d II-II Для каждой шейки получить два значения овальности и два — конусообразности. Наибольшие значения записать в разд. 2.2 |
| 7.6. Определить размер обработки коренных шеек (при износе в пределахРР), мм | Расчет вести по шейке, имеющей наибольший износ, dp=dи—И—2Z, где dp — наибольший предельный размер ремонтируемой шейки;. Z—минимальный односторонний припуск на обработку (для шлифования 2Z=0,05). Записи расчетов вести в разд. 2.1 отчета |
| 7.7. Назначить категорию РР для всех коренных шеек (dpp), мм | Сравнить результаты расчета со значениями РР (табл. 15) из РК 200-РСФСР-2025—73) и выбрать ближайшее меньшее значение dpp ≤ dp. Категорию РР. диаметр и допуск записать в графу «б» разд. 2.2 отчета |
| 7.8. Измерить длину первой коренной шейки | Замер вести микрометрическим глубиномером в двух местах под углом 180°. Значения записать в графу «4» разд. 2.2 отчета |
| 7.9. Определить размеры шатунных шеек | Измерить диаметры шеек микрометром. Измерение каждой шейки провести в поясах I—I и II—II (рис. 2,6) и двух взаимно перпендикулярных плоскостях: первая (А—А) — параллельно плоскости кривошипа замеряемой шейки, вторая (Б—Б) — перпендикулярно первой. Пояса находятся у концов шейки на расстоянии, равном 1/4 от ее общей длины. Результаты замеров (табл. 4) записать в разд. 2.4 отчета |
| 7.10. Определить величину общего износа (Иобщ) для всех шеек, мм | Иобщ=dн—dи, где dн — диаметр шейки до начала эксплуатации, dи — минимальный диаметр шейки |
| 7.11. Определить величину одностороннего не- равномерного износа, мм | И=β·Иобщ |
| 7.12. Определить нецилиндричность шеек, мм | ∆ОВ=d А–А — d Б–Б ∆КOH.= d I-I— d II-II. Для каждой шейки получить два значения овальности и два — конусообразности. Наибольшие значения записать в разд. 2.2 отчета |
| 7.13. Определить размер обработки шатунных шеек, мм | Расчет вести по шейке имеющей наибольший износ dp=dи—H—2Z Записи расчетов вести в разд 2.1 отчета |
| 7.14. Назначить категорию РР для всех шатунных шеек (dpp), мм | Сравнить результаты расчета со значениями РР и выбрать ближайшее меньшее dpp < dp. Категорию РР, диаметр и допуск записать в графу <6> разд. 2.2 отчета |
| 7.15. Измерить длину первой шатунной шейки, мм | Измерение вести штангенциркулем, губками для внутренних измерений Значение длины записать в графу «4» разд. 2.2 отчета |
| 7.16. Определить величину радиуса кривошипа (RКР) | Измерить радиус Кривошипа (рис. 3), для чего установить первую Шатунную шейку в верхнее положение и штангенрейсмусом замерить расстояние a1 до опорной площадки, повернуть коленчатый вал на 180° и замерить расстояние а2. Вычислить Rкр=(a1-a2)/2 |
| Объект измерения | Пояс измереия | Плоскость измерений | Номера шеек | ||||
| Коренные шейки | 1—1 II-II Конусообразность | А—А Б—Б Овальность А—А Б—Б Овальность A-A Б-Б | |||||
| Шатунные шейки | 1-1 II—II Конусообразность | A—A Б—Б Овальность А—А Б—Б Овальность A-A Б-Б |
Контрольные вопросы и задания
1. Перечислите основные конструктивны элементы коленчатого вала и его дефекты
2. Какие параметры характеризуют состоянии шеек коленчатого вала?
3. Как проверить коленчатый вал на прогиб?
4. Как влияет изменение радиуса кривошипа коленвала на работу двигателя?
5. Как определить значение ремонтного размера для шеек коленчатого вала?
Лабораторная работа № 3
Тема: Дефектация распределительного вала.
Цели работы: приобрести практические навыки при работе с инструментом, применяемым при дефектации деталей; приобрести практические навыки определения дефектов распределительного вала; изучить технологию дефектации распределительного вала.
Оборудование и оснастка рабочего места: лабораторный стол, лупа 4-кратного увеличения, микрометр рычажный МР-50 и МР-75 (ГОСТ 4381— 80), распределительные валы а/м ВАЗ-2108, ЗИЛ-158
Теоретические сведения.
Конструктивно-технологическая характеристика детали. Основные конструктивные элементы распределительного вала — опорные шейки, впускные и выпускные кулачки, шейка под распределительную шестерню, резьба под болт крепления шестерни, эксцентрик привода топливного насоса, шестерня привода распределителя, центровые отверстия.
Требования к точности размеров, формы, расположения и шероховатости основных поверхностей аналогичны требованиям, предъявляемым к коленчатому валу.