Типы крепёжных резьбовых соединений

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Опишите типы крепёжных резьбовых соединений, способы выполнения и контроля их при сборке и после обкатки двигателя

Основным элементом всех резьбовых соединений является резьба. Термины и определения для резьбы установлены ГОСТ 11708-82. Под резьбой понимают поверхность, образованную при винтовом движении плоского контура по цилиндрической или конической поверхности. Резьба на стержне образуется при врезании в равномерно вращающийся стержень резца, равномерно перемещающегося параллельно оси вращения.

Крепежными изделиями принято называть детали, применяемые для соединения других деталей или сборочных единиц при сборке и монтаже. Резьбовым изделием называется деталь, имеющая на своей наружной или внутренней поверхности резьбу определенного типа в зависимости от ее назначения.

Наиболее распространенными резьбовыми изделиями являются болты, шпильки, винты, гайки. Для этих деталей характерны отработанные формы и широкий диапазон размеров. Стандартами регламентированы форма и размеры этих деталей, а также их изображение и правила нанесения размеров.

От общего объема сборочных работ автомобиля сборка резьбовых соединений составляет примерно одну треть. При выполнении сборочных операций и работе с резьбовыми соединениями следует выполнять общие правила:

- Весь используемый крепеж должен быть абсолютно чистым , прямым, с ненарушенной резьбой и несмятыми гранями головок. Поврежденный крепеж подлежит обязательной замене;

- Соединения, в которых предусматривается законтривание болтов (гаек), должны быть соответствующим образом зафиксированы. Способом фиксирования болтов и гаек может быть шплинтование или установка под опорную поверхность крепежа гроверных и стопорных шайб. Между стопорной шайбой и мягкой металлической поверхностью (например, алюминиевой) всегда устанавливаются плоские опорные шайбы;

- Следует применять крепеж соответствующей размерности и соответствующего класса прочности. Класс прочности болтов маркируется на головке болта в виде цифры или радиальной насечки. Класс прочности шестигранных гаек обозначается либо цифрой. Либо насечкой в виде точек. Чем больше количество насечек или чем выше номер цифрового кода, тем выше прочность и допустимое усилие закручивания гайки (болта);

- В глухих резьбовых отверстиях не должно оставаться эксплуатационных и иных жидкостей. Так как жидкость не сжимается, то при вкручивании болта в отверстие возможно образование трещин в детали;

- При необходимости обеспечения герметичности резьбы, на резьбу наносят специальный герметик;

- Резьбовое соединение затягивается так, чтобы была обеспечена надежность соединения. Крепеж должен обеспечивать соединение деталей с усилием, достаточным для предотвращения их смещения под воздействием рабочих нагрузок. В случае чрезмерных усилий затяжки возможен не только срыв резьбы, Нои деформация самих соединяемых деталей и отверстий (например, цилиндров). Предусмотренный момент затяжки резьбового соединения приводится в технических условиях и, как правило, выражается в кгс*м либо в Н*м. Усилия затяжки, регламентируемые ТУ, обязательны для выполнения ремонтным персоналом. Контроль затяжки резьбовых соединений осуществляется динамометрическим ключом.

Для резьбового крепежа ниже 5-го класса прочности, при отсутствии ТУ, максимальные усилия затяжки можно вычислить по формуле:

Мmaх=О-4

где Мmaх - максимальное усилие затяжки, О - диаметр резьбы крепежа.

- Порядок затяжки определяется тем, за сколько «подходов» достигается регламентируемое усилие затяжки крепежной детали. Порядок затяжки, как и усилие определяется ТУ. При отсутствии рекомендаций изготовителя можно придерживаться общего правила:

1) Если усилие затяжки не превышает 14 кгс/м, затяжка осуществляется за 4 «подхода»:

- подводка болта (гайки) к плоскости детали;

- подтяжка болта (гайки) усилием в половину номинального момента;

- затяжка болта (гайки) номинальным моментом;

- проверка правильности затяжки всего крепежа.

2) Если усилие затяжки болта больше 14 кгс/м, затяжка осуществляется за пять «подходов»:

- подводка болта (гайки) к плоскости детали;

- подтяжка болта (гайки) усилием в одну треть от номинального момента;

- подтяжка болта (гайки) усилием в две трети от номинального момента;

- затяжка болта (гайки) номинальным моментом;

- проверка правильности затяжки всего крепежа.

- Последовательность затяжки (схема затяжки) должна соответствовать схеме, предложенной изготовителем. Схемы затяжки головок болтов некоторых двигателей и других соединений представлены на рис.1. Требование соблюдать последовательность затяжки резьбового крепежа определяется необходимостью равномерно распределить прикладываемые нагрузки по плоскости детали, обеспечить должную прочность и герметичность соединения. Общие рекомендации к схеме затяжки следующие:

- длинны детали (например, такие как головка блока или корпус подшипников распределительного вала) затягиваются от центра к краям «по спирали» или «по окружности».

- соединений типа «колесо» с четырьмя, пятью шестью и более соединениями затягиваются «крест на крест» (снежинкой), при чётном числе крепежных деталей или «через один», при нечётном числе крепежных деталей.

Рисунок 1 Схема затяжки резьбовых соединений: а - головка блоков, б - соединения типа «колесо» с четным и нечетным числом крепежных деталей

При использовании в качестве смазки моторного масла необходимо уменьшать момент затяжки на 10%.

При обкатке в процессе приработки двигателя резьбовые соединения подтягивают (кроме крепления головок блока и впускной трубы).

Для контроля качества сборки и приработки кривошипно-шатунного механизма двигатель после сдаточного испытания подвергают контрольному осмотру, при котором снимают и промывают масляный картер, проверяют затяжку болтов крепления шатунных и коренных подшипников и крепление отдельных соединений двигателя Если обнаружены дефекты, то после их устранения испытания повторяют по сокращенной или полной программе.

2. Разработать операцию укладки коленчатого вала

Отремонтированный коленчатый вал устанавливается в подшипники (вкладыши) соответствующего ремонтного размера. Ремонтный размер вкладыша выбивается в виде цифры на его тыльной (нерабочей) поверхности и должен соответствовать размерности произведенного ремонта коленчатого вала. При отсутствии рабочей маркировки вкладыша его размер вычисляется путем измерения его толщины микрометром. Новый/неизношенный вкладыш должен вставляться в постель с небольшим натягом и не должен выпадать из постели при переворачивании блока цилиндров. Отверстия для смазки во вкладышах должны совпадать с отверстиями в постелях. Верхние и нижние вкладыши коленчатого вала (вкладыши опоры и вкладыши крышки) могут быть не взаимозаменяемые. Вкладыши средней опоры КВ могут иметь большую ширину (площадь). Перед установкой коленчатого вала поверхности вкладышей и шеек коленчатого вала обильно смазываются. После установки в постели блока коленчатый вал закрепляется крышками. Крышки коленчатого вала равномерно затягиваются болтами. Усилия затяжки должны соответствовать ТУ и контролируются динамометрическим ключом. Вал, смазанный и установленный в картер блока, должен легко (от руки) вращаться в опорах. Свободное вращение вала является условием правильности сборки. При наличии заедания вала необходимо разобрать соединение, найти и устранить причины заедания.

Причины тугого вращения коленчатого вала могут быть следующими: 1) несоответствие крышек и вкладышей местам их установки; 2) неправильное положение крышек на опорах; 3) несоответствия размера вкладышей произведенному ремонту; 4) несоответствие диаметра коренных шеек проведенному ремонту; 5) несоответствие толщины упорных полуколец; 6) несоответствие усилия затяжек крепежа крышек и др.

В опоре, где имеет место задание, масло, нанесенное на поверхность деталей перед сборкой, после нескольких оборотов вала мутнеет (т.к. содержит мельчайшие частицы антифрикционного состава вкладышей), а рабочая поверхность вкладыша имеет блестящий след от контакта с шейкой вала (т.н. затир).

Осевое перемещение вала контролируется с помощью индикатора часового типа (рис. 2) или от руки (при «качании» коленчатого вала осевой зазор вала не должен ощущаться «на ощупь»). Величина зазора регулируется подбором упорных полуколец (колец) соответствующей толщины. Если величина зазора, измеренного индикатором, больше максимально допустимого (0,25-0,35 мм), упорные кольца заменяются новыми или кольцами ремонтных размеров.

Рисунок 2 Проверка осевого зазора коленчатого вала с помощью двух отверток и индикатора часового типа

коленчатый резьбовой болт

3. Обоснуйте необходимость и порядок снятия регулировочной характеристики по углу опережения впрыска топлива и углу опережения зажигания

Закон изменения во времени давления в процессе сгорания определяет развиваемую двигателем мощность и экономичность. Для получения наибольшей мощности и наилучшей топливной экономичности необходимо стремиться к такой организации процесса сгорания, при которой основная фаза сгорания будет протекать вблизи верхней мертвой точки (ВМТ).

Скорость распространения пламени при нормальном сгорании бензовоздушных смесей составляет 40-60 м/с. При этом продолжительность основной фазы процесса сгорания получается равной 40-500 поворота коленчатого вала (n=5000 мин-1). Осуществить протекание основной фазы сгорания вблизи ВМТ возможно только при условии соответствующей установки момента зажигания.

Угол поворота коленчатого вала от момента искрового разряда в свече зажигания до ВМТ называется углом опережения зажигания .

С изменением режима работы двигателя (нагрузка, частота вращения), меняются условия сгорания и соответственно и соответственно наивыгоднейший угол опережения зажигания.

С ростом скоростного режима работы двигателя и при уменьшении нагрузки (прикрытии дроссельной заслонки) наивыгоднейший угол опережения увеличивается. В эксплуатации изменение угла опережения зажигания с ростом скоростного режима двигателя осуществляется центробежным автоматом опережения зажигания, установленном в прерывателе-распределителе, а изменение угла с прикрытием дроссельной заслонки осуществляется вакуумным корректором опережения зажигания.

Величина наивыгоднейшего угла для различных режимов работы двигателя определяется путем снятия регулировочных характеристик по углу опережения зажигания. Эти характеристики определяют зависимость мощности, экономичности и других показателей двигателя от угла опережения зажигания. Они снимаются при неизменном положении дроссельной заслонки и постоянной частоте вращения коленчатого вала.

На рис. 3 приведена типичная характеристика по углу опережения зажигания. Кривая мощности имеет максимум при оптимальном угле опережения зажигания. При позднем зажигании сгорание значительной части смеси переносится на линию расширения. В результате увеличиваются потери в систему охлаждения и с отработанными газами, что ведет к уменьшению мощности и перегреву двигателя.

Рисунок 3 Регулировочная характеристика по углу опережения зажигания

При раннем зажигании значительная доля теплоты выделяется до прихода поршня в ВМТ, что ведет к увеличению работы, затрачиваемой на сжатие газов. Кроме того, с увеличением опережения зажигания растут максимальное давление и температура газов в цилиндре. Их увеличение ведет к повышению потерь теплоты в систему охлаждения и из-за диссоциации продуктов сгорания. Все это вместе с увеличением работы сжатия приводит к уменьшению мощности двигателя. Увеличение температуры при раннем зажигании может приводить к детонационному сгоранию.

Условия снятия характеристики - постоянные частота вращения и угол открытия дроссельной заслонки - обуславливает неизменное значение часового расхода топлива.

Поскольку часовой расход топлива остается постоянным, зависимость удельного расхода топлива от угла опережения зажигания носит характер, обратный зависимости N=f(?). Таким образом, угол опережения зажигания, обеспечивающий получение максимальной мощности двигателя. Обеспечивает и минимальный удельный расход. Этот угол называется наивыгоднейшим углом опережения зажигания.

Угол поворота коленчатого вала от момента начала впрыска топлива в цилиндр до момента прихода поршня в ВМТ называется углом опережения впрыска топлива.

Угол опережения впрыска топлива оказывает большое влияние на мощностные и экономические показатели дизеля. Несвоевременный впрыск топлива вызывает понижение мощности и экономичности и сопровождается заметным задымлением и перегревом или повышением жесткости работы двигателя. У каждого типа двигателя угол опережения впрыска топлива устанавливается одинаковым для всех цилиндров. В процессе эксплуатации этот угол может изменяться. Поэтому необходимо периодически проверять угол опережения впрыска и при необходимости регулировать его. Допускаемое отклонение от оптимального угла - ±0,5 градуса поворота кулачкового вала топливного насоса. Работа по установке правильного угла опережения впрыска топлива слагается из двух операций:

а) установка одинаковых угловых интервалов между впрысками отдельных секций насоса;

б) соединение кулачкового вала топливного насоса с коленчатым валом, обеспечивая установку нужного угла опережения впрыска топлива.

4. Рассчитайте параметры и постройте график регуляторной характеристики двигателя Д-254.12

Таблица 1 Исходные данные

Регуляторной характеристикой двигателя называется зависимость мощностных (Мк, Ne), экономических (Gт, ge) и других показателей двигателя от частоты вращения вала.

Определим эффективную мощность Ne двигателя на разных частотах вращения n по формуле:

Nе=Мкр*w=Мкр*р*n/30

Nе=(123*3,14*2500/30)*10-3=32,2 кВт;

Расчет производим для всех частот, результаты заносим в таблицу 2.

Часовой расход топлива определим по формуле

Gm=(GH*10-3/ф)*3600

Gm=(200*10-3/74,53)*3600=9,67 кг/ч

Расчет производим для всех частот, результаты заносим в таблицу 2.

Удельный эффективный расход топлива gе определим по формуле

gе=Gm*103/Ne

gе=9,67*103/32,2=300 г/кВт*ч.

Расчет производим для всех частот, результаты заносим в таблицу 2.

Таблица 2 Расчетные данные

Рисунок 4 График Mк = f(n)

Рисунок 5 График Ne = f(n)

Рисунок 6 График Gm= f(n)

Рисунок 7 График ge= f(n)

Размещено на Allbest.ru