Меню Закрыть

Устройство коленвала: Коленчатый вал двигателя внутреннего сгорания: устройство, назначение, принцип работы

Содержание

Коленчатый вал двигателя внутреннего сгорания: устройство, назначение, принцип работы

Коленчатый вал (коленвал) двигателя – это одна из важных деталей КШМ, расположенная в цилиндровом блоке. Вал преобразует поступательные движения поршней во вращательный момент, который через трансмиссию передается на колеса автомобиля.

Устройство коленчатого вала

Сложная конструкция коленвала представлена в виде расположенных по одной оси колен – шатунных шеек, соединенных специальными щеками. При этом количество колен зависит от числа, формы и месторасположения цилиндров, а также тактности двигателя автомобиля. С помощью шатунов шейки соединяются с поршнями, совершающими поступательно-возвратные движения.

В зависимости от расположения коренных шеек коленвал может быть:

  • полноопорным – когда коренные шейки расположены по две стороны от шатунной шейки;
  • неполноопорным – когда коренные шейки расположены только по одну из сторон от шатунной шейки.

В большинстве современных автомобильных двигателей применяются полноопорные коленвалы.

Итак, основными элементами коленвала являются:

  • Коренная шейка – основная часть вала, которая размещается на коренных вкладышах (подшипниках), находящихся в картере.
  • Шатунная шейка – деталь, соединяющая коленвал с шатунами. При этом смазка шатунных механизмов осуществляется благодаря наличию специальных масляных каналов. Шатунные шейки в отличие от коренных шеек всегда смещены в стороны.
  • Щеки – детали, соединяющие два типа шеек – коренные и шатунные.
  • Противовесы – детали, которые предназначены для уравновешивания веса поршней и шатунов.
  • Фронтальная (передняя) часть или носок – часть механизма, оснащенная колесом с зубцами (шкивом) и шестерней, в некоторых случаях гасителем крутильных колебаний, который осуществляет контроль над мощностью привода ГРМ (газораспределительного механизма), а также других механизмов устройства.
  • Тыльная (задняя) часть или хвостовик – часть механизма, соединенная с маховиком при помощи маслоотражающего гребня и маслосгонной резьбы, осуществляет отбор мощности вала.

Фронтальная и тыльная сторона коленчатого вала уплотняется защитными сальниками, которые препятствуют протеканию масла там, где выступающие части маховика выходят за пределы блока цилиндров.

Вращательные движения всего механизма коленвала обеспечивают подшипники скольжения – тонкие стальные вкладыши, с защитным слоем антифрикционного вещества. Для предотвращения осевого смещения вала, применяется упорный подшипник, установленный на коренной шейке (крайней или средней).

Коленвал двигателя изготавливается из износостойкой стали (легированной или углеродистой) или модифицированного чугуна, методом штамповки или литья.

Принцип действия коленчатого вала

Несмотря на сложность самого устройства, принцип работы коленвала достаточно прост.

В камерах сгорания происходит процесс сжигания поступившего туда топлива и выделения газов. Расширяясь, газы воздействуют на поршни, совершающие поступательные движения. Поршни передают механическую энергию шатунам, соединенным с ними втулкой или поршневым пальцем.

Шатун в свою очередь соединен с шейкой коленвала подшипником, вследствие чего каждое поступательное поршневое движение преобразуется во вращательное движение вала. После того как происходит разворот на 180˚, шатунная шейка движется уже в обратном направлении, обеспечивая возвратное движение поршня. Затем циклы повторяются.

Процесс смазки коленчатого вала

Смазка коленвала обеспечивается за счет шатунных и коренных шеек. Важно помнить, что смазка коленчатого вала всегда происходит под давлением. Каждая коренная шейка обеспечена индивидуальным подводом масла от общей смазочной системы. Поступившее масло попадает на шатунные шейки по специальным каналам, расположенным в коренных шейках.

Коленчатый вал двигателя

 

Коленчатый вал двигателя воспринимает действия расширяющихся газов при рабочем ходе поршней, передаваемые шатунами, и преобразуем их в крутяший момент. Кроме того, коленчатый вал обеспечивает движение поршней во время вспомогательных тактов и пуска двигателя.

Коленчатые валы двигателя изготовляются штамповкой из средне углеродистых легированных сталей и литьем из модифицированного магнием чугуна в зависимости от конструктивных и технологических  особенностей коленчатых валов.

Устройство коленчатого вала 


Коленчатый вал состоит из коренных и шатунных шеек, соединенных щеками, к которым крепятся противовесы (могут быть отлитыми как одно целое с налом) переднего конца коленчатого вала, на котором имеются посадочный поясок крепления газораспределительного зубчатого колеса и шкива. На заднем конце коленчатого вала имеется маслоотражательный гребень, маслосгонная резьба и фланец (может отсутствовать) для крепления маховика. В торце имеется гладкое отверстие иод подшипник дли опоры ведущего вала коробки передач. В коренных шейках для масляных каналов выполнены отверстия пол углом к пустотелым шатунным шейкам, гле масло дополнительно очищается под действием центробежных сил.

Форма коленчатого вала


Форма коленчатого вала определяется числом и расположением цилиндров, порядком работы и тактностъю двигателя. В большинстве случаев применяют полноопорные коленчатые валы, т.к. каждая шатунная шейка расположена между коренными. Для повышения износостойкости поверхностный слой коренных и шатунных шеек подвергают закалке на глубину 3—4 мм с нагревом ТВЧ. После термической обработки шейки валов, проводят шлифование шеек и полируют. Для повышения жесткости и надежности коленчатых валов применяют перекрытие шеек. Перед капитальным ремонтом двигателя проводят исследование дефектов коленчатого вала. После чего составляют технологическую последовательность ремонта по устранению дефектов коленчатого вала. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коленчатые валы двигателя:

а — двигателя автомобиля ЗИЛ-130; б — двигателя ЯМЗ — 236; в — КамАЗ-740; 1 — передний конец вала; 2 — грязеуловитель; 3 — шатунная шейка; 4 — противовесы; 5— масло отражатель; 6 — фланец для крепления маховика; 7 — коренная шейка; 8  — щека; 9 — гайка; 10 и 15 — съемные противовесы; 11 —  распрелелтельное зубчатое колесо;  12— установочный штифт; 13 — зубчатое колесо привода масляного насоса; 14 — винт: 16 — шпонка; А — величина перекрытия шеек.

Назначение и устройство коленчатого вала – понятными словами о детали

Даже непрофессиональный механик в двух словах знает назначение и устройство коленчатого вала, так как он является очень важным конструктивным элементом двигателя внутреннего сгорания. Именно в его функции входит воспринимать возвратно-поступательные движения поршней и передавать их в виде крутящего момента вспомогательным агрегатам, а также ротору тягового генератора.

Назначение и устройство коленчатого вала – основные узлы

Зная, для чего нужен коленвал, можно утверждать, что на него в процессе работы воздействуют и крутящие, и изгибающие силы, поэтому для того чтобы он не вышел из строя раньше заданного времени, его износостойкость должна быть высокой. Именно с этой целью такие детали чаще всего изготавливают из высокопрочных легированных сталей, еще встречаются и литые коленчатые валы, изготовленные из высокопрочного чугуна и закаленные токами высокой частоты. Коленвалы бывают без противовесов и с двойным противовесом.

Расположена эта деталь непосредственно в двигателе автомобиля, и его конструкция напрямую зависит от движка. Однако, несмотря на это, в конструкциях абсолютно всех коленчатых валов наблюдается много общего. Так из чего состоит коленвал? В качестве опоры выступают коренные шейки, в основном, применяется конструкция с четырьмя опорами, но встречаются и трехопорные. В шестицилиндровых двигателях расположены валы, у которых семь опор.

Для того чтобы деталь была уравновешена, необходим противовес, а если диаметры цилиндров небольшие, тогда применяется одинарный противовес. Благодаря им обеспечивается плавная работа всего двигателя.

Из чего состоит коленвал – вспомогательные механизмы

Выяснив, для чего служит коленчатый вал и какие силы на него действуют, становится понятным, почему сопряжения между щеками и шатунными шейками делаются немного закругленными, это предотвращает преждевременное разрушение. Между двумя щеками располагается шатунная шейка, которая называется коленом, ее предназначение – обеспечивать равномерность воспламенения, уравновешенность движка, минимальные изгибающие моменты и крутильные колебания.

Подшипники скольжения обеспечивают вращение шатунов и коленвала в опорах. На крайней или же средней коренной шейке устанавливается упорный подшипник скольжения, в его задачи входит предотвращение осевых перемещений детали. Учитывая количество деталей, которые должны четко работать все вместе, нетрудно догадаться, как тщательно балансируется эта деталь в процессе изготовления, но все равно иногда обнаруживается дисбаланс, правда, происходит это еще на этапе испытаний, и в продажу такой агрегат не попадет.

Как работает коленвал – взгляд изнутри

Принцип работы коленчатого вала заключается в следующем. В момент максимального удаления поршня щеки и шатун коленвала вытягиваются в одну линию. В это время в цилиндрах начинает гореть топливо, и, соответственно, выделяются горючие газы, которые перемещают поршень по направлению к коленвалу. Вместе с ним также перемещается и шатун, нижняя головка которого поворачивает относительно своей оси коленчатый вал. Как только он развернется на 180°, шатунная шейка начинает движение в обратном направлении, таким образом, перемещается и поршень.

Получается следующая картина: поршень равномерно то удаляется, то приближается к детали, крайние точки поршня называются «мертвыми», так как в этих положениях его скорость равна нулю. Таким образом, мы разобрались, как работает коленчатый вал.

Немаловажную роль играет и система смазки в детали. От общей магистрали к опорам коренных шеек обеспечивается подвод масла, которое подается под давлением. Далее по специальным каналам, расположенным в щеках, это масло подается к шатунным шейкам. Благодаря масляной пленке, повышается износостойкость данных элементов. Кроме того, благодаря давлению масла можно проверить, нуждаются ли шейки коленчатого вала в замене. Определившись, для чего нужен коленчатый вал, можно смело утверждать, что он занимает одну из ведущих позиций среди деталей двигателя.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Устройство коленчатого вала

Что такое коленчатый вал и из чего он состоит?

Коленчатый вал – это важная часть двигателя внутреннего сгорания, потому как он преобразует возвратно-поступательные движения поршней в крутящий момент. Устройство коленчатого вала следующее: щёки, шатунные и коренные шейки, противовесы, хвостовик, фланец.

Опора коленчатого вала – коренные шейки. В классических четырехцилиндровых двигателях коленвалы с пятью опорами. Конструкция из трех опор применяется редко, потому как не такая прочная. Семиопорные валы имеют шестицилиндровые двигатели. Обычно в блоках цилиндров с небольшим диаметром цилиндра применяют коленвалы с одинарным противовесом. Во время изготовления и ремонта поверхность коренных и шатунных шеек тщательно полируется.

Виды коленвалов

Различают коленвалы с двойными противовесами и без них. Коленвал должен быть износостойким, иметь низкую массу, уравновешен, иметь точную обработку. Изготавливаются коленчатые валы из высокопрочной легированной стали. Также бывают литые коленвалы из высокопрочного чугуна, которые закаляются токами высокой частоты. Также бывают полые коленвалы.

Как работает коленчатый вал?

На коленвал воздействуют изгибающие и скручивающие силы в процессе работы. Чтобы не было преждевременного разрушения сопряжение между шатунными шейками и щеками делают слегка закругленным. Если двигатель работает нормально, то коренные и шатунные шейки коленчатого вала постепенно изнашиваются, как и при скольжении подшипников.

Создается тонкая масляная пленка, благодаря подачи масла под давлением. Через некоторое время зазор между вкладышем и шейкой станет больше, уменьшится давление и снизится качество масляной пленки. Износ увеличивается, шейка с большим усилием задевает вкладыш, давление уменьшается снова и теперь работа невозможна, потому что из-за излишнего трения повышается температура, шейка сцепляется с вкладышем и он проворачивается.

Проверить, износились ли шейки коленчатого вала можно благодаря давлению масла в масляной магистрали на максимальных и минимальных оборотах прогретого двигателя. Между шейками и вкладышами на разобранном двигателе с помощью пластмассовой проволоки можно измерить зазор. Чем меньше зазор, тем деформация больше. В зависимости от конструкции двигателя на хвостовик коленвала устанавливается шкив, демпфер крутильных колебаний, звёздочка привода распредвала, вспомогательных и балансирных валов.

Коленчатый вал двигателя (коленвал): работа, устройство, вращение

Коленчатый вал или, как часто говорят автомобилисты, «коленвал» – это одна из самых значительных (и не только по размеру) и ответственных деталей современного двигателя. Он располагается в нижней части блока цилиндров, снизу его закрывает картер – поддон двигателя, заполненный моторным маслом.

Как выглядит

Как видно на фото, этот элемент имеет довольно сложную форму. Его основными составными частями являются:

  • коренные шейки;
  • шатунные шейки;
  • щеки;
  • противовесы.

Коренные (опорные) шейки служат для опоры коленвала в так называемых «постелях». В них крепятся не смещающиеся в процессе работы подшипники, обеспечивающие вращение. Поскольку на коренные шейки приходятся более значительные нагрузки, их диаметр больше, чем у шатунных.

Шатунные шейки (колена) – это опорные поверхности шатунов. С учетом порядка работы цилиндров колена смещаются относительно оси вращения на определенные углы.

Если коленчатый вал сконструирован так, что по обе стороны от каждой шатунной шейки находятся опорные, то он называется полноопорным, в противном случае – неполноопорным. В современных автомобильных двигателях наибольшее распространение имеют именно полноопорные коленвалы.

Колена соединены между собой щеками. Противовесы, являющиеся продолжениями щек в сторону противоположную колену, уравновешивают центробежные силы, возникающие при вращении. Внутри коленвала имеется масляные каналы, при помощи которых происходит смазка шатунных шеек.

Из каких материалов и как изготавливается

Материал и технология производства зависят от класса и назначения автомобиля:

  1. Для стандартных серийных автомобилей коленчатый вал отливается из чугуна, этим достигается минимальная себестоимость производства.
  2. Коленвал более мощных и спортивных машин кованый и изготовлен из стали. По сравнению с чугунным он обладает улучшенными характеристиками по таким параметрам, как габариты, вес и прочность.
  3. Самый дорогостоящий вариант, использующийся в люксовых моделях, – коленчатый вал, выточенный из цельного куска стали.

Место перехода щек в шейки является самым нагруженным, так как здесь концентрируются максимальные напряжения. Для того чтобы разгрузить соединение, его выполняют с полукруглым переходом (галтелью). Как правило, галтели делают двойными с промежуточным технологическим пояском. Такое конструктивное решение позволяет сохранить максимальное значение активной площади шеек – поверхности, находящей под вкладышами.

Как раз по причине возникновения высоких нагрузок в соединениях, не нашел широкого применения коленчатый вал составной конструкции, в котором отдельные части соединены между собой крепежом.

Для чего необходим

При помощи кривошипно-шатунного механизма двигателя возвратно-поступательное движение поршней цилиндров двигателя переходит во вращательное движение и передается через трансмиссию к колесам автомобиля. Коленчатый вал как раз и нужен для того чтобы выполнить такое превращение. При работе каждый из поршней четырехтактного двигателя постоянно находится в одном из тактов:

  • впуск;
  • сжатие;
  • рабочий ход;
  • выпуск.

В фазе рабочего хода поршень толкает связанный с ним шатун, а тот, в свою очередь, смещает коленчатый вал. Так реализуется вращение. Следующий по порядку работы цилиндров двигателя поршень в это время сжимает горючую смесь и после ее воспламенения толкает свой шатун, в результате чего коленчатый вал непрерывно вращается.

Маховик

К заднему, если смотреть со стороны расположения ремней/цепей механизма газораспределения, концу коленвала через фланец при помощи болтов крепится маховик – массивный чугунный диск с напрессованным зубчатым венцом (см. фото). Для того чтобы маховик не смещался и не нарушалась балансировка, предусмотрены центровочные штифты или специальные болты, расположенные несимметрично. Для предотвращения утечек масла на фланец маховика устанавливается дополнительное уплотнение (сальник).

Маховик накапливает энергию, необходимую для поддержания равномерного вращения в промежутках между воспламенениями горючей смеси в цилиндрах и выводит поршни из мертвых точек (крайних верхних и нижних положений поршня в цилиндре). Зубчатый венец маховика связан с шестерней стартера. При пуске двигателя маховик проворачивается стартером, придавая валу начальное вращение. Наконец, именно через маховик на узлы и агрегаты трансмиссии передается вращательное движение.

Обычно для контроля правильности установки фаз газораспределения на маховике имеются метки, указывающие положение первого поршня в верхней мертвой точке.

Носок

В передней части коленвала, называемой «носком», устанавливается шкив или шестерня привода газораспределительного механизма, элементов системы охлаждения и других агрегатов (см. фото). Носок уплотняется кольцевой манжетой (сальником). Кроме того, с внешней стороны носка в крышке двигателя устанавливается пылеотражатель, препятствующий проникновению загрязнений в картер.

Устройство коленчатого вала скутера — Alisa-motors

Коленчатый вал большинства китайских, корейских, японских, европейских четырех и двухтактных скутеров представляет собой классический кривошип, который более чем за 100 лет со дня своего первого появления на свет претерпел лишь незначительные изменения.

В основе любого коленчатого вала лежит шатун. Шатун принимает на себя возвратно-поступательную нагрузку поршня и с помощью кривошипа — возвратно-поступательное движение поршня преобразуется в вращательное движение коленчатого вала. Таким образом осуществляется вращение двигателя.

 

Коленчатый вал четырехтактного скутера.

Коленчатый вал двухтактного скутера.

Устройство.

Палец нижней головки шатуна съемный. При большом желании и наличии пресса (увесистой кувалды) его без труда можно выпрессовывать.

Цапфа и щека выполнены заодно.

С цапф коленчатого вала осуществляется отбор мощности для привода разных систем и трансмиссии скутера. Цапфы коленчатого вала четырехтактного двигателя в этом плане более развитые. Оно и не удивительно: четырехтактный двигатель более сложный и оснащен дополнительными системами, которые от чего-то нужно приводить в движение.

С правой цапфы осуществляется привод генератора, масляного насоса и к ней же прикладывается усилие от обгонной муфты стартера. Чтобы механизмы не проворачивались на цапфе — они фиксируются шпонками.

На некоторых моделях двигателей — привод масляного насоса осуществляется цепью. На других — шестерней.

А это обгонная муфта, которая сидит непосредственно на цапфе. На этой модели двигателя муфта находится в картере. На других моделях муфта может находится под крышкой вариатора.

С другой цапфы обычно осуществляется отбор мощности для привода распределительного вала ГРМ и на ней же сидит вариатор.

Шатун объединяет собой две головки: нижнею и верхнею. Обе головки покоятся на подшипниках: верхняя головка покоится либо на подшипнике качения (2Т), либо на подшипнике скольжения (4Т), Нижняя покоится на подшипнике качения.

В нижней головке, возле основания шатуна есть небольшие пазы через которые во время работы двигателя выбрасывается моторное масло. Таким образом осуществляется смазка и дополнительное охлаждение деталей ЦПГ.

Сепаратор нижней головки шатуна четырехтактного двигателя.  К слову сказать, сепаратор, а также нижняя головка шатуна и палец, который соединяет щеки — являются самыми быстроизнашиваемыми деталями коленчатого вала. И от их качества напрямую зависит сколько отходит коленчатый вал.

Сепаратор коленчатого вала двухтактного двигателя.

Сепаратор представляет собой обычный подшипник качения. Основными элементами которого являются иглы или ролики — без разницы. Для улучшения работы подшипника, снижения шума работы и обеспечения должной смазки трущихся деталей — иглы отделены друг от друга стенками корпуса в котором они заключены. Откуда собственно и пошло название: Separator — переводиться как отделять.

Система смазки нижней головки шатуна четырехтактного двигателя имеет не сказать, чтобы совершенную, но очень надежную и простую конструкцию. На наружной стороне одной из щек коленчатого вале есть небольшая полость — образованная жестяной тарелкой запрессованной в щеку. Во время работы двигателя — масляный насос через специальный канал в посадочном гнезде коренного подшипника нагнетает моторное масло в эту полость.

Под действием центробежной силы — масло устремляется в отверстие расположенное с торца пальца нижней головки шатуна. Отверстие расположенное в торце пальца нижней головки шатуна напрямую связано с отверстием расположенным посередине беговой дорожки игл сепаратора. Масло проходя под давлением через отверстие смазывает иглы сепаратора.

Масляный канал по которому поступает масло в полость обозначен стрелкой.

Масляный канал по которому масло поступает из полости к подшипнику нижней головки шатуна (сепаратору).

Через это отверстие непосредственно связанное с основным отверстием в торце пальца осуществляется принудительная смазка подшипника нижней головки шатуна.

За время эксплуатации в полости скапливается много грязи и стружки.  Из этого следует, что полость помимо основной функции обеспечивает дополнительную очистку масла.

Во время работы двигателя — стружка и грязь отбрасывается центробежной силой к стенкам полости тем самым происходит очистка масла. Такой метод очистки масла применялся на старых двигателях в которых вместо современного бумажного фильтра стояла центрифуга, которая осуществляла очистку масла по похожему принципу.

В двухтактных двигателях нижний подшипник шатуна смазывается за счет попадания на него масла из топливной смеси.

Для обеспечения надежной смазки нижнего подшипника в теле шатуна двухтактного двигателя есть специальные каналы, через которые масло из топливной смеси попадает к подшипнику.

Из чего состоит коленчатый вал

Коленчатый вал (коленвал) двигателя – это одна из важных деталей КШМ, расположенная в цилиндровом блоке. Вал преобразует поступательные движения поршней во вращательный момент, который через трансмиссию передается на колеса автомобиля.

Устройство коленчатого вала

Сложная конструкция коленвала представлена в виде расположенных по одной оси колен – шатунных шеек, соединенных специальными щеками. При этом количество колен зависит от числа, формы и месторасположения цилиндров, а также тактности двигателя автомобиля. С помощью шатунов шейки соединяются с поршнями, совершающими поступательно-возвратные движения.

В зависимости от расположения коренных шеек коленвал может быть:

  • полноопорным – когда коренные шейки расположены по две стороны от шатунной шейки;
  • неполноопорным – когда коренные шейки расположены только по одну из сторон от шатунной шейки.

В большинстве современных автомобильных двигателей применяются полноопорные коленвалы.

Итак, основными элементами коленвала являются:

  • Коренная шейка – основная часть вала, которая размещается на коренных вкладышах (подшипниках), находящихся в картере.
  • Шатунная шейка – деталь, соединяющая коленвал с шатунами. При этом смазка шатунных механизмов осуществляется благодаря наличию специальных масляных каналов. Шатунные шейки в отличие от коренных шеек всегда смещены в стороны.
  • Щеки – детали, соединяющие два типа шеек – коренные и шатунные.
  • Противовесы – детали, которые предназначены для уравновешивания веса поршней и шатунов.
  • Фронтальная (передняя) часть или носок – часть механизма, оснащенная колесом с зубцами (шкивом) и шестерней, в некоторых случаях гасителем крутильных колебаний, который осуществляет контроль над мощностью привода ГРМ (газораспределительного механизма), а также других механизмов устройства.
  • Тыльная (задняя) часть или хвостовик – часть механизма, соединенная с маховиком при помощи маслоотражающего гребня и маслосгонной резьбы, осуществляет отбор мощности вала.

Фронтальная и тыльная сторона коленчатого вала уплотняется защитными сальниками, которые препятствуют протеканию масла там, где выступающие части маховика выходят за пределы блока цилиндров.

Вращательные движения всего механизма коленвала обеспечивают подшипники скольжения – тонкие стальные вкладыши, с защитным слоем антифрикционного вещества. Для предотвращения осевого смещения вала, применяется упорный подшипник, установленный на коренной шейке (крайней или средней).

Коленвал двигателя изготавливается из износостойкой стали (легированной или углеродистой) или модифицированного чугуна, методом штамповки или литья.

Принцип действия коленчатого вала

Несмотря на сложность самого устройства, принцип работы коленвала достаточно прост.

В камерах сгорания происходит процесс сжигания поступившего туда топлива и выделения газов. Расширяясь, газы воздействуют на поршни, совершающие поступательные движения. Поршни передают механическую энергию шатунам, соединенным с ними втулкой или поршневым пальцем.

Шатун в свою очередь соединен с шейкой коленвала подшипником, вследствие чего каждое поступательное поршневое движение преобразуется во вращательное движение вала. После того как происходит разворот на 180˚, шатунная шейка движется уже в обратном направлении, обеспечивая возвратное движение поршня. Затем циклы повторяются.

Процесс смазки коленчатого вала

Смазка коленвала обеспечивается за счет шатунных и коренных шеек. Важно помнить, что смазка коленчатого вала всегда происходит под давлением. Каждая коренная шейка обеспечена индивидуальным подводом масла от общей смазочной системы. Поступившее масло попадает на шатунные шейки по специальным каналам, расположенным в коренных шейках.

Коленчатый вал или, как его называют опытные водители и автослесари, коленвал – важная функциональная деталь автомобильного двигателя, которая имеет строгую индивидуальную форму в зависимости от модели. В данной статье мы рассмотрим, что такое коленчатый вал двигателя, какие функции он выполняет и к чему приводит эксплуатация машины с неисправным валом.

Что такое коленвал

Коленчатый вал – это механическая деталь автомобильного двигателя, которая является промежуточным звеном-преобразователем тепловой энергии сгораемого топлива в механическую энергию вращения колёс. По внешнему виду он представляет собой вал из стального сплава со множеством шатунных шеек, которые между собой соединены коленной шейкой. Число шеек-колен соответствует числу цилиндров в двигателе, их расположению, форме. Шейки соединены с поршнями через шатуны, которые, двигаясь возвратно-поступательно, приводят вал в движение.

Если в коленчатом вале шатунные шейки находятся с двух сторон от коленной шейки, он называется полноопорным. Если же они расположены только с одной стороны – неполноопорным.

Коленвал производится из углеродистой или легированной стали с повышенной износостойкостью (для спорткаров, люкс-моделей и автомобилей с повышенной мощностью) или модифицированного чугуна (для стандартных серийных моделей) с помощью литья или прессования. Для легирования стали применяются молибден, хром и иные металлы, существенное увеличивающие прочность сплава.

В большинстве двигателей коленчатый вал располагается в нижней части, над картером, в оппозитных – выше, по центру мотора.

Для чего нужен коленчатый вал

Двигатели внутреннего сгорания работают за счёт функционирования поршневого блока. Его принцип действия заключается в следующем:

  • во время сгорания топливной смеси в цилиндре воздух расширяется с создаёт давление;
  • под действие давления поршень выталкивается, совершая поступательное движение;
  • благодаря соединению с шатунными шейками поступательное движение превращается во вращательное;
  • энергия вращения, переданная на коленчатый вал, передаётся колёсам автомобиля, и он приводится в движение.

Таким образом, коленвал – это преобразователь одного вида механического движения в другой. Как известно, поршни в ДВС двигаются несимметрично. В то время, как одни из них совершают поступательные движения (выталкиваются из цилиндра), другие – возвратное (затягиваются обратно). Конструкция коленчатых валов разрабатывается с предельной точностью, поэтому во время работы все цилиндры сохраняют общее вращение вала. Поэтому коленца имеют разные оси вращения.

Из чего состоит коленчатый вал

Конструкция коленчатого вала: 1. Носок коленчатого вала; 2. Посадочное место звездочки (шестерни) привода распределительного вала; 3. Отверстие подвода масла к коренной шейке; 4. Противовес; 5. Щека; 6. Шатунные шейки; 7. Фланец маховика; 8. Отверстие подвода масла к шатунной шейке; 9. Противовесы; 10. Коренные шейки; 11. Коренная шейка упорного подшипника.

Рабочие компоненты коленвала:

  • Коренная шейка – валовая опора, которая служит осью вращения самого вала. Она лежит в подшипнике, который встроен в картер.
  • Шатунные шейки – опоры, связанные с поршневыми шатунами. Во время работы они смещаются относительно оси вала по круговой траектории.
  • Щёки – вспомогательные детали, связывающие шатунные и коренные шейки. Они также предотвращают разрушение вала из-за резонансной нагрузки.
  • Хвостовик – задняя часть, соединённая с шестерной отбора или маховиком для передачи мощности на движение.
  • Носок – передняя часть вала, которая посредством шкива или зубчатого колеса передаёт мощность приводу газораспределительного блока и других вспомогательных механизмов.
  • Противовесы – детали, необходимые для распределения нагрузки и уравновешивания массы шатунов и поршней.

Для уплотнения носка и хвостовика используются защитные сальники. Это предотвращает просачивание масла в местах выхода частей маховика за границы блока цилиндров. Вращательное движение обеспечивается тонкими стальными подшипниками скольжения. Чтобы ось вращения вала не смещалась, на одну из коренных шеек ставится упорный подшипник.

Во время работы самые большие напряжения концентрируются в месте соединения шеек и щёк. Для разгрузки его делают с галтелью – полукруглым переходом с промежуточным технологическим поясом. По причине экстремальных нагрузок в месте перехода щёк в шейки в своё время производители отказались от составных коленвалов, детали которых соединялись крепежом.

Читайте также: Что такое маховик в автомобиле и для чего он нужен.

Для чего нужен датчик коленвала

Датчик положения коленчатого вала (ДПКВ) используется в автомобилях, которые оборудованы системами электронного управления мотором. Поскольку вращение вала сказывается на работе многих функциональных блоков и систем, своевременная подача топлива в цилиндры ДВС может улучшить ездовые характеристики. Датчик коленвала как раз отвечает за синхронизацию рабочих процессов. В различных моделях автомобилей его использование улучшает синхронизацию зажигания или топливных форсунок. Прибор передаёт на электронный блок управления данные о положении коленвала, направлении и частоте вращения.

Встречаются датчики следующих видов:

  • Магнитные (индуктивного типа). Сигнал на ЭБУ формируется в момент прохождения синхронизационной метки через магнитное поле, которое формируется вокруг датчика. Система не требует отдельного питания, и может параллельно работать как датчик скорости.
  • Датчики Холла (работают на эффекте Холла). Ток в приборе начинает движение при приближении изменяющегося магнитного поля. Перекрытие магнитного поля реализуется специальным синхронизирующим диском, зубья которого взаимодействуют с магнитным полем ДПКВ. Дополнительная функция – датчик распределения зажигания.
  • Оптические. В данном случае для синхронизации также используется зубчатый диск. Он перекрывает оптический поток, проходящий между приёмником и светодиодом. Приёмник фиксирует прерывания светового потока и передаёт в электронный блок управления импульс напряжения, соответствующий параметрам вращения вала.

Датчик коленвала устанавливается внутри корпуса двигателя, как и прочие датчики управления. Для его встраивания используется специальный кронштейн, расположенный возле приводного шкива генератора. Внешне он отличается от датчиков другого назначения наличием проводка длиной 55-70 см с особым разъёмом, который соединяет устройство с системой электронного управления.

Читайте также: Признаки неисправности датчика положения коленвала.

Видео на тему

Коленчатый вал — деталь (или узел деталей в случае составного вала) сложной формы, имеющая шейки для крепления шатунов, от которых воспринимает усилия и преобразует их в крутящий момент. Составная часть кривошипно-шатунного механизма (КШМ).

Содержание

История [ править | править код ]

Впервые столь важную механическую деталь как коленчатый вал описал и сконструировал средневековый учёный Аль-Джазари в Османской империи в 13 веке. В 1206 году в трактате «Китаб фи марифат аль-хиял аль-хандасийя» (Книга знаний об остроумных механических устройствах) описан механизм вала.

Основные элементы коленчатого вала [ править | править код ]

  • Коренная шейка — опора вала, лежащая в коренном подшипнике, размещённом в картере двигателя.
  • Шатунная шейка — опора, при помощи которой вал связывается с шатунами (для смазки шатунных подшипников имеются масляные каналы).
  • Щёки — связывают коренные и шатунные шейки.
  • Передняя выходная часть вала (носок) — часть вала на которой крепится зубчатое колесо или шкив отбора мощности для привода газораспределительного механизма (ГРМ) и различных вспомогательных узлов, систем и агрегатов.
  • Задняя выходная часть вала (хвостовик) — часть вала соединяющаяся с маховиком или массивной шестернёй отбора основной части мощности.
  • Противовесы — обеспечивают разгрузку коренных подшипников от центробежных сил инерции первого порядка неуравновешенных масс кривошипа и нижней части шатуна.

Размеры коленчатых валов [ править | править код ]

Определяются как результат расчётов, причём часть размеров задаётся исходя из выбранной компоновки. Например, количество шатунных шеек определяется в зависимости от числа цилиндров. В многорядных двигателях (V, W, X-образных, звездообразных) одна шатунная шейка воспринимает нагрузки сразу нескольких шатунов (или одного центрального, соединённого с прицепными). Коленчатый вал воспринимает крутящий момент, имеющий переменное значение, а следовательно, работает на скручивание и должен иметь достаточный запас прочности (обычно 2,5) по усталостному напряжению на сдвиг.

Стальные валы (чаще всего) имеют невысокое внутреннее демпфирование крутильных колебаний, что в некоторых случаях угрожает валу разрушением из-за резонанса при прохождении опасной зоны по числу оборотов. Поэтому валы такие снабжают демпферами крутильных колебаний, расположенными на переднем носке вала.

Кроме усталостной прочности, коленвалы должны иметь определённую площадь шеек, задающую контактное давление подшипников скольжения или качения. Максимальное контактное давление и скорость скольжения для антифрикционных материалов может быть несколько повышено при высокой твёрдости шеек и высококачественной смазке. Превышение их выше допустимых ведёт к выплавке/растрескиванию антифрикционного слоя или питтингу роликов (подшипники качения).

Диаметр шатунных шеек (исходя из упомянутых соображений) может быть увеличен косым разъёмом шатуна (что увеличивает его трудоёмкость и стоимость), длину же можно увеличить либо за счёт коренных шеек (что увеличивает контактное давление), либо увеличением расстояния между цилиндрами (что ведёт к увеличению габаритов и массы двигателя). В последние десятилетия, в связи с появлением новых высопрочных антифрикционных сплавов и высококачественных масел, длину шеек валов (а вместе с ним — и межцилиндровое расстояние) конструкторы сокращают.

Материал и технология изготовления заготовок коленчатых валов [ править | править код ]

Материал и технология изготовления зачастую тесно увязаны между собой. В данном случае, стальные валы (с целью достижения наивысшей прочности и вязкости) получают ковкой, чугунные (материал ковке не поддаётся) — литьём.

Стальные коленчатые валы [ править | править код ]

Коленчатые валы изготовляют из углеродистых, хромомарганцевых, хромоникельмолибденовых, и других сталей, а также из специальных высокопрочных чугунов. Наибольшее применение находят стали марок 45, 45Х, 45Г2, 50Г, а для тяжело нагруженных коленчатых валов дизелей — 40ХНМА, 18ХНВА и др [1] . Преимуществом стальных валов является наивысшая прочность, возможность получения высокой твёрдости шеек азотированием, чугунные валы – дешевле.

Выбор стали определяется поверхностной твёрдостью шеек, которую нужно получить. Твёрдость около 60 HRC (необходимая для применения роликовых подшипников) может быть получена, как правило, только химико-термической обработкой (цементация, азотирование, цианирование). Для этих целей годятся, как правило, малоуглеродистые хромоникелевые или хромоникельмолибденовые стали (12ХН3А, 18ХНВА, 20ХНМА, причём для валов средних и крупных размеров требуется большее легирование дорогостоящим молибденом. Однако в последнее время для этого стали употреблять дешёвые стали регламентированной прокаливаемости, позволяющие получить высокую твёрдость при сохранении вязкости сердцевины. Меньшая твёрдость, достаточная для надёжной работы подшипников скольжения, может быть получена закалкой ТВЧ как среднеуглеродистых сталей, так и серого или высокпрочного чугуна (45..55 HRC).

Заготовки стальных коленчатых валов средних размеров в крупносерийном и массовом производстве изготовляют ковкой в закрытых штампах на молотах или прессах, при этом процесс получения заготовки проходит несколько операций. После предварительной и окончательной ковки коленчатого вала в штампах производят обрезку облоя на обрезном прессе и горячую правку в штампе под молотом.

В связи с высокими требованиями механической прочности вала большое значение имеет расположение волокон материала при получении заготовки во избежание их перерезания при последующей механической обработке. Для этого применяют штампы со специальными гибочными ручьями. После штамповки перед механической обработкой, заготовки валов подвергают термической обработке — нормализация — и затем очистке от окалины травлением или обработкой на дробеметной машине.

Крупноразмерные коленчатые валы, такие как судовые, а также коленвалы двигателей с туннельным картером являются разборными, и соединяются на болтах. Коленвалы могут устанавливаться не только на подшипниках скольжения, но и на роликовых (шатунные и коренные), шариковых (коренные в маломощных моторах). В этих случаях и к точности изготовления, и к твёрдости предъявляются более высокие требования. Такие валы поэтому всегда изготовляют стальными.

Чугунные коленчатые валы [ править | править код ]

Литые коленчатые валы изготовляют обычно из высокопрочного чугуна, модифицированного магнием. Полученные методом прецизионного литья (в оболочковых формах) валы по сравнению со «штампованными» имеют ряд преимуществ, в том числе высокий коэффициент использования металла и хорошее демпфирование крутильных колебаний, позволяющее часто отказаться от внешнего демпфера на переднем носке вала. В литых заготовках можно получить и ряд внутренних полостей при отливке [2] .

Припуск на обработку шеек чугунных валов составляет не более 2,5 мм на сторону при отклонениях по 5-7-му классам точности. Меньшее колебание припуска и меньшая начальная неуравновешенность благоприятно сказываются на эксплуатации инструмента и «оборудования», особенно в автоматизированном производстве.

Правку валов производят после нормализации в горячем состоянии в штампе на прессе после выемки заготовки из печи без дополнительного подогрева.

Масляные отверстия в коленвалах соединяют обычно соседние коренную и шатунную шейку, и выполняются сверлением. Отверстия в щёках при этом зачеканиваются либо закрываются пробками на резьбе.

Механическая обработка коленчатых валов [ править | править код ]

Сложность конструктивной формы коленчатого вала, его недостаточная жесткость, высокие требования к точности обрабатываемых поверхностей вызывают особые требования к выбору методов базирования, закрепления и обработки вала, а также последовательности, сочетания операций и выбору оборудования. Основными базами коленчатого вала являются опорные поверхности коренных шеек. Однако далеко не на всех операциях обработки можно использовать их в качестве технологических. Поэтому в некоторых случаях технологическими базами выбирают поверхности центровых отверстий. В связи со сравнительно небольшой жесткостью вала на ряде операций при обработке его в центрах в качестве дополнительных технологических баз используют наружные поверхности предварительно обработанных шеек.

При обработке шатунных шеек, которые в соответствии с требованиями технических условий должны иметь необходимую угловую координацию, опорной технологической базой являются специально фрезерованные площадки на щеках [3] . По окончании изготовления коленчатые валы обычно подвергают динамической балансировке в сборе с маховиком (автомобильные двигатели).

В большинстве случаев коленчатые валы предусматривают возможность их перешлифовки на ремонтный размер (обычно 4-6 размеров, ранее было до 8). В этом случае коленвалы шлифуют вращающимся наждачным кругом, причём вал проворачивается вокруг осей базирования. Конечно, эти оси для коренных и шатунных шеек не совпадают, что требует перестановки. При перешлифовке требуется соблюсти межцентровое состояние, и согласно инструкции, валы после шлифовки подлежат повторной динамической балансировке. Чаще всего это не выполняют, потому отремонтированные двигатели часто дают большую вибрацию. При шлифовании важно соблюсти форму галтелей, и ни в коем случае не прижечь их. Неправильная обработка галтелей часто приводит к разрушению коленчатого вала.

Термическая и химико-термическая обработка валов [ править | править код ]

Коленчатые валы для увеличения прочности и износостойкости шеек подвергают термической, а иногда и химико-термической обработке: закалка ТВЧ, азотирование, закалка поверхностного слоя (стали регламентируемой прокаливаемости 55ПП, 60ПП). Получаемая твёрдость зависит от количества углерода (закалка ТВЧ, обычно не более 50..55 HRC), либо вида ХТО (азотирование даёт твёрдость 60 HRC и выше) [1] . Глубина закалённого слоя шеек позволяет обычно использовать 4-6 промежуточных ремонтных размеров шеек вала, азотированные валы не шлифуют. Вероятность задира шейки с ростом твёрдости значительно снижается.

При ремонте коленчатых валов используются также методы напыления, в том числе — плазменного. При этом твёрдость поверхностного слоя может повышаться даже выше заводских значений (для закалки ТВЧ), а заводские диаметры шеек восстанавливают до нулевого размера.

Неисправности [ править | править код ]

При эксплуатации из-за разных причин могут наблюдаться такие неисправности:

  • износ вала по коренным или шатунным шейкам;
  • изгиб;
  • разрушение вала [4] ;
  • износ посадочных поверхностей под маховик, сальник (сальники), переднюю шестерню.

При износе шеек выше допустимого или незначительном изгибе, устранимом перешлифовкой, коленчатый вал обрабатывают под следующий ремонтный размер. Однако при больших задирах (например, при выплавлении вкладышей с проворотом) иногда перешлифовывают «через размер», т.е. сразу на 2 размера. Все коренные шейки, а также все шатунные шлифуют в один размер – например, коренные могут быть 2-го ремонтного размера, а шатунные 3-го, в любой комбинации размеров. Коленчатые валы с подшипниками качения и азотированные перешлифовке не подлежат.

Однако руководства по армейскому полевому ремонту (двигатели боевых машин) обычно предписывают индивидуальный ремонт, поэтому шатунные/коренные шейки могут иметь разный диаметр после шлифовки, и даже не иметь стандартного ремонтного размера(!). Вкладыши при этом растачиваются парами, используются заготовки с минимальным внутренним диаметром. Плюсом является наивысшая скорость починки и унификация запчастей (вкладыши).

Разрушение вала происходит от усталостных трещин [4] , возникающих иногда из-за прижога галтелей при шлифовке. Трещины развиваются в некачественном материале (волосовины, неметаллические включения, флокены, отпускная хрупкость) либо при превышении расчётных величин крутильных колебаний (ошибки при проектировании, самостоятельная форсировка по числу оборотов дизеля). Возможна поломка по причине превышения числа оборотов, отказе демпфера, заклинивания поршня [5] . Сломанный вал ремонту не подлежит. При износе посадочных поверхностей могут применяться электрохимическая обработка, плазменная или электродуговая наплавка поверхностей, а также другие решения.

Что такое шлифование коленчатого вала? — Обменный пункт Capital Reman

Шлифовка коленчатого вала в Capital Reman

Мы в Capital Reman являемся экспертами в области шлифования и восстановления коленчатых валов дизельных двигателей. Шлифовка коленчатого вала заключается в удалении небольшого количества готового материала со стержня и коренных шеек для восстановления детали в соответствии со спецификациями производителя. Полный 25-ступенчатый процесс восстановления коленчатого вала является довольно трудоемким, но критически важным для полного восстановления двигателя.В этой статье объясняются основные компоненты конструкции коленчатого вала, а также тонкости восстановления коленчатого вала.

Коленчатый вал состоит из шатуна и коренной шейки. Эти шейки представляют собой концевые подшипники внизу шатунов напротив поршней. Цапфы (также называемые шатунами) соединены с противовесами с помощью пластин, называемых ремнями. Эти противовесы помогают сбалансировать нагрузку на коленчатый вал во время движения. Также есть носик коленчатого вала, который соединяется со шкивом или гасителем колебаний.Шатуны и магистраль имеют встроенные в них масляные каналы, позволяющие маслу течь по коленчатому валу. Важно, чтобы отверстия для подшипников были выровнены правильно, чтобы масло могло стекать. Задний конец коленчатого вала соединен с маховиком.

Основная причина шлифования коленчатого вала заключается в том, что кривошип со временем изнашивается. На протяжении тысяч миль осевой люфт между коленчатым валом и подшипниками увеличивается. Неидеальная «посадка» между подшипниками и кривошипом снижает давление масла и снижает смазывающую способность.Чем меньше масла в кривошипе, тем быстрее он изнашивается. При уменьшении размера подшипников уменьшается и общая площадь поверхности. Меньшая площадь поверхности означает меньшее трение и лучшую производительность двигателя. Кроме того, когда вы шлифуете коленчатый вал, шейки имеют больший радиус, что за счет уменьшения напряжения на углах. Производительность двигателя с переточенным коленчатым валом может быть весьма заметной на динамометрическом стенде двигателя. Рабочие коленчатые валы можно облегчить, просверлив штифты, но в основном, когда вы говорите о рабочих характеристиках, вы имеете в виду распределительный вал.В целом, подавляющее большинство проблем с коленчатым валом связано с подшипниками.

Подшипники коленчатого вала

Во время процесса восстановления машинист в основном занимается шлифовкой стержня и коренной шейки. При первичном осмотре коленчатого вала с помощью микрометра машинист определит, какие подшипники нуждаются в шлифовке. Признаки того, что журналу требуется шлифовка, включают в себя износ поверхности и ее шероховатость на ощупь. Иногда журнал будет выбит не по центру, и его необходимо придать поверхности, чтобы округлить и выпрямить.Следовательно, диаметр шейки можно расположить вне квадрата на обоих концах штифтов. Каждый помол разный, но все коленчатые валы можно отшлифовать, чтобы обеспечить больший или меньший ход в зависимости от потребностей клиента.

Когда механик решил восстановить коленчатый вал, он отшлифует верхний слой шейки, чтобы поверхность стала гладкой. Количество снятого материала определяется путем изучения спецификаций OEM и степени износа журнала. Обычно удаляемое количество (стандартное) 0.005 «, 0,010», 0,020 «и 0,030». Кривошип может быть заточен до 0,050 дюйма, так как это подшипники самого большого размера, которые производит OEM. Коленчатый вал загружается на машину, а затем позиционируется с помощью маховичка, который контролирует ручную подачу микрометрической головки колеса. Когда размер Определено, что машинист установит индексированное кольцо на 0 и удержит маховик в положении 0. Затем машинист поворачивает фиксирующую ручку, чтобы задействовать устройство. Прежде чем машинист будет готов начать шлифование, он затем принимает во внимание поправку на безопасность для любые ошибки настройки.Имеется 5 различных положений припуска на безопасность: 0,02–0,06 дюйма. После того, как допуск безопасности будет записан, машинист будет снова задействовать шлифовальную головку с помощью рычага, и маховик подачи микрометра будет вращаться против часовой стрелки с той же величиной предустановки, что и стопорные ручки. Ginding теперь может быть. Машинист вручную продвигает шлифовальную головку к цапфе, пока она не завершит обход вращающегося коленчатого вала. Обязательно, чтобы машинист следил за скоростью маховика и регулировал ее по ширине цапфы.Ручка рабочей предустановки позволяет быстро корректировать припуск от журнала к журналу и позволяет машинисту переходить к новому журналу без необходимости сбрасывать спецификации.

Схема коленчатого вала дизеля

После шлифовки коленчатого вала до нужного размера он полируется. Журналы полируются наждачной бумагой или полировальными лентами. Полировка шейки предотвращает грубую обработку подшипников. Для полировки коленчатого вала кривошип вращается против часовой стрелки, и при вращении бумага вручную кладется на шейки.Цапфы становятся чрезвычайно гладкими, что снижает сопротивление и улучшает общую мощность двигателя и номинальный крутящий момент. Следует отметить, что полировка коленчатого вала учитывается в процессе шлифовки. Готовая полировка снимает еще немного материала поверх шлифовки в точном соответствии со спецификациями OEM.

После заточки образуется довольно много лишнего зазора. Зазор просто слишком велик, и его необходимо вернуть к заводским допускам. Это достигается путем установки подшипников меньшего или большего размера, поскольку при шлифовании новый размер шейки меньше.Используемые подшипники должны соответствовать надлежащим зазорам OEM для потока масла по диаметру шейки.

Некоторые специалисты по ремонту коленчатого вала могут подрезать коленчатый вал. Подрезка шейки коленчатого вала и последующая их приварка укрепят коленчатый вал. Некоторые кривошипы непригодны для шлифования, потому что они намного ниже допусков OEM. В этом случае вы можете сломать коленчатый вал или решить сварку. Накопление при сварке включает в себя термическое напыление и процесс снятия напряжения в условиях сильной жары.Также проверяется прямолинейность коленчатого вала. Если коленчатый вал не отцентрирован, механик нагревает кривошип, использует сварочно-правочный аппарат Глисона и переставляет коленчатый вал. После шлифовки, полировки и выпрямления коленчатый вал проверяется на твердость по шкале твердости Роквелла. Если коленчатый вал транспортируется во влажный климат, на него наносят покрытие Cosmoline, которое является антикоррозийным средством.

Шлифовка коленчатого вала — методичная, но важная часть ремонта двигателя.Сегодня станки с ЧПУ могут шлифовать и полировать коленчатый вал за считанные минуты, однако ручное выполнение этой операции дает возможность повысить производительность и внимательно следить за общей прочностью кривошипа.

Коленчатый вал — обзор | ScienceDirect Topics

На рисунке 6 показано поперечное сечение впускного коллектора. Угол дроссельной заслонки регулирует массовый расход воздуха в коллектор. Дизельные двигатели либо не дросселируются, либо очень умеренно дросселируются в некоторых рабочих точках, чтобы обеспечить достаточную рециркуляцию выхлопных газов.Массовый расход воздуха из коллектора в цилиндры, ma, out, зависит от уровня давления во впускном коллекторе, p m (и давления в цилиндре, p c ). Чтобы правильно управлять соотношением воздух-топливо λ в переходных режимах, впрыскиваемое количество топлива должно быть адаптировано к массовому расходу воздуха в цилиндр ma, out, а не к массовому расходу воздуха во впускной коллектор ma, в,.

РИСУНОК 6. Поперечный разрез впускного коллектора.

Колебаниями давления во впускном коллекторе пренебречь (усредненная модель). Изменение массового расхода воздуха m.a, in приводит к замедленному изменению давления в коллекторе p m . Применимое дифференциальное уравнение выводится из энергетического равновесия: изменение внутренней энергии воздушной массы во впускном коллекторе равно сумме входящих и исходящих потоков энергии плюс баланс изменений энергии газа из-за смещения работа пВ .Вводя удельную внутреннюю энергию u = U / m и удельную энтальпию h = H / m , дифференциальное уравнение принимает вид:

(7) ddt (ma, inuin) = ma, inuin − ma, outuout + paV.in − pmV.out

Использование коэффициентов удельной теплоемкости c v = ∂ u / ∂ϑ и c p = ∂ h / ∂ϑ, показатель адиабаты κ = c p / c v , газовая постоянная R , а также плотность воздуха ρ = м / В , получаем следующее уравнение для изменения давления:

(8) п.m = κRϑaVm (m.a, in − ϑmϑam.a, out)

Трудно измерить массовый расход воздуха из коллектора в цилиндр, m.a, out ,. Поскольку динамический отклик ma, out намного быстрее, чем динамический отклик давления в коллекторе p m , в справочной таблице должно учитываться только статическое поведение ma, out f 1 ( n , p m ) (рис.7). Массовый расход воздуха m.a, out зависит от частоты вращения двигателя n и давления в коллекторе p m при стационарной работе, где производные равны n.= 0 и pˆ.m = 0:

РИСУНОК 7. Динамическая модель впускного коллектора.

(9) ma, out * = ma, outϑmϑa = f1 (n, pm)

Изменение давления во впускном коллекторе определяется по формуле:

(10) pm = 1τ (ma, in − f1 (n, pm))

с постоянной времени интегрирования τ:

(11) τ = VmκRϑa

Постоянная времени интегрирования зависит от рабочего состояния двигателя. На одном тестовом двигателе оно варьируется от 21 мс до 740 мс. Сравнение измеренного и рассчитанного давления в коллекторе и частоты вращения двигателя n показано на рис.8. Процесс преобразования энергии чрезвычайно сложен и очень нелинейен. В упрощенном подходе стационарная зависимость крутящего момента сгорания T comb от давления во впускном коллекторе и скорости двигателя должна быть представлена ​​второй нелинейной справочной таблицей f 2 ( n , p м ), которые можно измерить во всех рабочих точках двигателя. Динамическое поведение отдельно рассматривается как комбинация времени запаздывания первого порядка T l, e и мертвого времени T d, e .

РИСУНОК 8. Сравнение измеренного и рассчитанного давления в коллекторе.

Обе постоянные времени изменяются обратно пропорционально частоте вращения двигателя.

Баланс крутящего момента на коленчатом валу

(12) 2πJdndt = Tcomb − Tload

Двигатель с разомкнутым сцеплением (т.е. без трансмиссии) имеет момент инерции в диапазоне:

J = 0,15… 0,30 кг / м2

Путем введения нормированных переменных получаем:

(13) ︸Tj2π · J · n0T0 · d (n / n0) dt = TcombT0 − TloadT0

с постоянной времени,

(14) Tj = 2πJ · n0T0

При максимальном выходном крутящем моменте T 0 и частоте вращения двигателя n 0 :

J = 0.3 кг / м 3

n 0 = 6000 об / мин

T 0 = 300 Нм

Постоянная времени T J = 0,63 с . При ускорении с низких оборотов двигателя с максимальным крутящим моментом момент инерции J на порядок меньше, однако T J на порядок больше при высоких оборотах двигателя и минимальном выходном крутящем моменте (e .г., при движении накатом). Момент нагрузки включает трение, вспомогательные приводы и возмущения. Полная модель установки для управления частотой вращения холостого хода показана на рис. 9. Для конструкции контроллера две карты: f 1 ( n , p m ) и f 2 ( n , p m ) линеаризованы в рабочей точке холостого хода ma, 0, n0, pm, 0. Представляем дифференциалы первого порядка:

РИСУНОК 9.Блок-схема управления холостым ходом.

(15) FN1 = ∂f1∂n | n = n0FN2 = ∂f2∂n | n = n0FP1 = ∂f1∂pm | pm = pm, 0FP2 = ∂f2∂pm | pm = pm, 0

и разность переменных, получаем:

(16) Δm.a, out * ma, 0 = FN1n0m.a, 0Δnn0 + FP1pm, 0m.a, 0Δpmpm, 0

(17) ΔTcomb * T0 = FN2n0T0Δnn0 + FP2pm, 0T0Δpmpm, 0

Дифференциальное уравнение из модели многообразия, Ур. (10) преобразуется Лапласа и в сочетании с уравнением. (16) принимает следующий вид:

(18) с · τn · ΔPmpm, 0 = −FN1n0m.a, 0ΔNn0 − FP1pm, 0m.a, 0ΔPmpm, 0 + ΔM.a, дюйм.a, 0

Входящий воздушный поток ΔM.a, in служит управляющим входом Δ U . Уравнение (17) также преобразовано по Лапласу и расширено на время задержки двигателя и времени задержки:

(19) ΔTcombT0 = FN2n0T0e − sTd, esTl, eΔNn0 + FP2pm, 0T0e − sTd, e1 + sTl, eΔPmpm, 0

This теперь вставлен в баланс крутящего момента, уравнение. (13). Пренебрегая возмущающим моментом нагрузки T Нагрузка для целей управления, получаем:

(20) sTJ · ΔNn0 = e − sTd, e1 + sTl, e (FN2n0T0ΔNn0 + FP2pm, 0T0ΔPmpm, 0)

The Анализ устойчивости модели установки и конструкции контроллера теперь должен выполняться без учета постоянных времени T d, e и T l, e .Последующий подход упрощается до линейной модели пространства состояний второго порядка:

(21) S · [ΔPmpm, 0ΔNn0] = ︸A¯ [−FP1τnpm, 0m.a, 0 − FN1τnn0m.a, 0FP2Tjpm, 0T0FN2Tjn0T0] · [ Pmpm, 0ΔNn0] + ︸B¯ [1τn0] · ΔUm.a, 0

Управление пространством состояний с пропорциональной обратной связью может быть выполнено, например, путем размещения полюсов. Добавлена ​​дополнительная интегральная обратная связь, чтобы компенсировать смещения из-за возмущающих нагрузок. Вся система показана на рис. 9. На рис. 10 показан входной критический возмущающий сигнал от привода, который поступает одновременно с возмущающим моментом.Видно лишь очень незначительное снижение частоты вращения двигателя. Аналогичным образом может осуществляться регулирование холостого хода дизельных двигателей. По сравнению с двигателями SI есть два основных отличия:

РИСУНОК 10. Помехи от водителя и одновременное переключение передач в положение Drive как возмущающая нагрузка.

1.

Впускной коллектор не дросселируется, так что двигатель получает максимально возможный массовый расход воздуха m.a в каждой рабочей точке.

2.

При непосредственном впрыске топлива время задержки T l, e может быть значительно сокращено.

Эти две точки упрощают конструкцию управления. Сложностью может быть турбонаддув, который вносит значительную временную задержку в реакцию массового расхода воздуха m.a на переходные процессы управляющего входа.

Машина для измерения коленвала и распределительного вала серии GDB — Миллер коленчатого вала — Продукты

США

Корпорация NAC / NTC AMERICA

Продажа, техническое и послепродажное обслуживание станков и промышленного оборудования

46605 Магеллан Др.Нови, штат Мичиган, 48377, США.
Тел. + 1-248-560-1200 Факс + 1-248-560-0215 ​​
http://www.ntcamerica.com

Мексика

KIMX / Komatsu Industries Mexico S.A. de C.V.

Продажа, техническое и послепродажное обслуживание станков и промышленного оборудования

Avenida Aguascalientes NO 920, Col. Parras, Aguascalientes, AGS, C.P. 20157, ESTADOS UNIDOS MEXICANOS
Тел .: + 52-449-9739-700

Германия

KGI / Komatsu Germany GmbH (Промышленное подразделение)

Продажа, техническое и послепродажное обслуживание станков и промышленного оборудования

Администрация: Forststraße 29, 40597 Дюссельдорф, Германия
Тел. +49 211 7109 702

Китай

YNC / YIDA NIPPEI MACHINE TOOL Corporation

Производство и продажа универсальных станков с ЧПУ, передаточных машин и запчастей

№11 Software Garden Road, район Ганьцзиньцзы, Далянь 116023, Китай
Тел. + 86-411-84676529 Факс + 86-411-84687608
http://www.ync-china.com

Китай

NST / NTC SHANGHAI TRADING CO., Ltd

Продажа, техническое и послепродажное обслуживание станков и промышленного оборудования

2F, Building E, Chamtime Plaza No. 6 Lane 2889 Jinke Road, Pudong New Area, Шанхай, Китай
Тел. + 86-21-6841-4567 Факс + 86-21-6841-0386

Китай

NST / NTC SHANGHAI TRADING CO., Ltd. Гуан Чжоу Офис

Продажа, техническое и послепродажное обслуживание станков и промышленного оборудования

Комната № 938, Международный офис Уэйна, № 167 Линхэ (W) Road Tianhe District, Гуанчжоу 510620, Китай
Тел. + 86-20-3855-1680 Факс + 86-20-3888-8572

Индия

KIPL / Komatsu India Pvt. Ltd, Подразделение НТК.

Продажа, техническое и послепродажное обслуживание станков и промышленного оборудования

Земельный участок No.A-64, H-Block, Midc Pimpri, Pune-411 018, India
Тел. + 91-20-27480587 Факс + 91-20-27480588
Бывшая компания: NIPPEI TOYAMA INDIA PRIVATE LIMITED

Таиланд

NTA / NIPPEI TOYAMA (THAILAND) Co., Ltd.

Продажа, техническое и послепродажное обслуживание станков и промышленного оборудования

28/9 Moo 3, Bangna-Trad Road Km.23, Bangsaothong,
Bangsaothong, Samutprakarn, THAILAND 10570
Тел. + 66-2-740-1150 Факс + 66-2-740-1152

Индонезия

ТКМСИ / ПТ.Komatsu Marketing and Support Индонезия

Техническое и послепродажное обслуживание станков и промышленного оборудования

JL, Ириан, Блок JJ-4-1 MM2100 Industrial Estate Cikarang Jatiwangi,
Bekasi, Jawa Brat 17520
Тел. + 62-21-4604290 Факс + 62-21-4605934

Crankshaft Miller — Продукты | Komatsu NTC Ltd.

США

Корпорация NAC / NTC AMERICA

Продажа, техническое и послепродажное обслуживание станков и промышленного оборудования

46605 Магеллан Др.Нови, штат Мичиган, 48377, США.
Тел. + 1-248-560-1200 Факс + 1-248-560-0215 ​​
http://www.ntcamerica.com

Мексика

KIMX / Komatsu Industries Mexico S.A. de C.V.

Продажа, техническое и послепродажное обслуживание станков и промышленного оборудования

Avenida Aguascalientes NO 920, Col. Parras, Aguascalientes, AGS, C.P. 20157, ESTADOS UNIDOS MEXICANOS
Тел .: + 52-449-9739-700

Германия

KGI / Komatsu Germany GmbH (Промышленное подразделение)

Продажа, техническое и послепродажное обслуживание станков и промышленного оборудования

Администрация: Forststraße 29, 40597 Дюссельдорф, Германия
Тел. +49 211 7109 702

Китай

YNC / YIDA NIPPEI MACHINE TOOL Corporation

Производство и продажа универсальных станков с ЧПУ, передаточных машин и запчастей

№11 Software Garden Road, район Ганьцзиньцзы, Далянь 116023, Китай
Тел. + 86-411-84676529 Факс + 86-411-84687608
http://www.ync-china.com

Китай

NST / NTC SHANGHAI TRADING CO., Ltd

Продажа, техническое и послепродажное обслуживание станков и промышленного оборудования

2F, Building E, Chamtime Plaza No. 6 Lane 2889 Jinke Road, Pudong New Area, Шанхай, Китай
Тел. + 86-21-6841-4567 Факс + 86-21-6841-0386

Китай

NST / NTC SHANGHAI TRADING CO., Ltd. Гуан Чжоу Офис

Продажа, техническое и послепродажное обслуживание станков и промышленного оборудования

Комната № 938, Международный офис Уэйна, № 167 Линхэ (W) Road Tianhe District, Гуанчжоу 510620, Китай
Тел. + 86-20-3855-1680 Факс + 86-20-3888-8572

Индия

KIPL / Komatsu India Pvt. Ltd, Подразделение НТК.

Продажа, техническое и послепродажное обслуживание станков и промышленного оборудования

Земельный участок No.A-64, H-Block, Midc Pimpri, Pune-411 018, India
Тел. + 91-20-27480587 Факс + 91-20-27480588
Бывшая компания: NIPPEI TOYAMA INDIA PRIVATE LIMITED

Таиланд

NTA / NIPPEI TOYAMA (THAILAND) Co., Ltd.

Продажа, техническое и послепродажное обслуживание станков и промышленного оборудования

28/9 Moo 3, Bangna-Trad Road Km.23, Bangsaothong,
Bangsaothong, Samutprakarn, THAILAND 10570
Тел. + 66-2-740-1150 Факс + 66-2-740-1152

Индонезия

ТКМСИ / ПТ.Komatsu Marketing and Support Индонезия

Техническое и послепродажное обслуживание станков и промышленного оборудования

JL, Ириан, Блок JJ-4-1 MM2100 Industrial Estate Cikarang Jatiwangi,
Bekasi, Jawa Brat 17520
Тел. + 62-21-4604290 Факс + 62-21-4605934

Высокоточный токарный станок для коленчатого вала с принадлежностями

О продуктах и ​​поставщиках:
 Alibaba.com предлагает классическую коллекцию. Токарный станок с коленчатым валом  Станки  - мощные, прочные и оснащенные уникальным набором функций для повышения производительности.Эти модернизированные станки могут использоваться для всех типов тяжелых токарных станков, включая металл, кожу и т. Д. Они технически продвинуты. Токарный станок с коленчатым валом   оснащен широким спектром интересных функций, которые обеспечивают превосходную точность и постоянный уровень производительности. Ведущий.  токарный станок с коленчатым валом  поставщики и оптовые торговцы на сайте предлагают эти станки премиум-класса по конкурентоспособным ценам и по привлекательным ценам. 

Невероятно мощный. Токарный станок с коленчатым валом не только изготовлен из прочных материалов, таких как металл и стеклопластик, но и очень устойчив к любым видам использования.Эти машины идеально подходят для использования в обрабатывающей промышленности из-за большого разнообразия целей, которым они служат. Файл. Коленчатый вал токарного станка на сайте доступны как в полуавтоматическом, так и в автоматическом исполнении в зависимости от ваших требований. Эти. Токарный станок с коленчатым валом хорошо подходит для обработки отдельных деталей, таких как валы, диски и кольца.

Alibaba.com может похвастаться множеством.Токарный станок с коленчатым валом доступен в различных дизайнах, формах, цветах и ​​размерах в зависимости от ваших конкретных требований и выбранных моделей. Эти высококачественные. Токарный станок с коленчатым валом идеально подходит для различных целей, таких как сверление, развертывание, нарезание резьбы и накатка в соответствии с вашими предпочтениями. Доступные здесь продукты снабжены централизованной автоматической системой смазки для уменьшения тепловых искажений и повышения стабильности. Эти. Токарный станок с коленчатым валом также оснащен технологией с низким уровнем шума для беззвучной работы.

На Alibaba.com вы можете выбирать среди различных. токарный станок с коленчатым валом в зависимости от вашего бюджета и требований, чтобы приобрести эту продукцию без лишних затрат. Эти продукты имеют сертификаты ISO, CE и доступны как OEM-заказы. Индивидуальная настройка также возможна, когда вы покупаете эти машины оптом.

Как обрабатывать коленчатые валы

Создано: 1 августа 2005 г.
Обновлено: 29 октября 2010 г.

Щелкните по фотографии для более детального просмотра

Вероятно, существует больше способов удерживать консольный коленчатый вал для обработки шатунной шейки, чем способов вызвать непроизвольное нарушение целостности у кошек.Попытка покрыть их все сразу была бы сложной задачей, поэтому, пока я не почувствую себя благословленным лишним временем и энергией, эта страница техники будет ограничиваться наиболее распространенным типом шахты, которую, вероятно, сделает строитель домашнего магазина: выступом, одноходовой вал, выточенный из цельного прутка. Обсуждая эту тему с The Motor Boys, мы пришли к выводу, что у каждого из нас была своя любимая техника, и все они в некотором роде отличались друг от друга, что часто зависело от различных типов оборудования, которое у каждого из нас есть, и содержимого наших соответствующих ящиков для мусора.У каждого есть свои достоинства, и все работают. Естественно, я предпочитаю то, как я это делаю, но за эти годы это изменилось 4 раза, и может измениться снова. Так что используйте эту страницу как кладезь идей и посмотрите, что подойдет вам.

Поворот основного журнала

Я прочитал (и использовал) несколько подходов к созданию консольного вала. То, что изложено Уэстбери в его книге Building the Atom Minor Mk III, должно занимать первое место среди наиболее трудоемких, но «правильных» способов, включая тщательную разметку, сверление по центру на противоположных пустых поверхностях с последующим (по порядку) поворотом шатунная шейка, затем — главный журнал.Я фактически следил за этим на своем Atom Minor и произвел бесполезную шахту из-за неправильного прочтения рисунка, который дал ему больше хода, чем оставалось пространство для размещения. Никогда больше. Что меня действительно убедило, так это то, что я ненавижу выделяться! Я давно разработал процесс, частично основанный на последовательности, описанной Дэвидом Оуэном в его хорошо продуманных инструкциях по обработке дизельного двигателя DIY Mate 2cc, который устраняет необходимость какой-либо маркировки!

Сначала несколько слов о передней части вала — долоте, которая будет нести опору.Большинство двигателей любительской сборки будут изготавливаться из стали и оставаться в мягком состоянии. Термическая обработка вызывает деформацию, требующую обработки вала большего размера, затем шлифовки до окончательного размера и выравнивания. Для «мягких» валов лучший выбор материала — «стрессоустойчивая» сталь, если она у вас есть. Этот станок подходит для работы с острыми инструментами. Старый добрый 12L14 делает обработку вала удовольствием, но он немного мягкий, особенно для более мощных двигателей.

Теперь, поскольку вал останется мягким, он уязвим для аварийного повреждения — обычно в виде изгиба в месте выхода вала из переднего подшипника и уменьшения диаметра, где вал наиболее уязвим.Я обнаружил, что если диаметр здесь 3/16 дюйма или выше, он имеет приемлемую прочность. Если он меньше, даже устойчивость к нагрузкам будет немного слабой стороной, поэтому для меньших валов я настоятельно рекомендую сверлить вал для ввинчивающаяся шпилька, сделанная из винта с отрезной головкой, или даже с использованием высокопрочного болта, если хотите. Многие коммерческие двигатели использовали эту функцию, и по той же причине: легче заменить изогнутую шпильку, чем выпрямить гнутый вал!

Теперь перейдем к валу без разметки.Вырежьте заготовку, которая примерно на 1/32 — 1/16 дюйма длиннее общей длины вала. Вставьте 3-х кулачковый самоцентрирующийся патрон (3AO) и обработайте концы с минимальным срезом. Отцентрируйте сверло вторую поверхность, затем вытяните заготовку вала так, чтобы она выступала из патрона достаточно, чтобы сформировать основную шейку. Слегка затянув кулачки патрона, поднимите мертвую точку задней бабки, чтобы выровнять заготовку, затем плотно затяните патрон. Все патроны имеют биение, особенно трехкулачковые самоцентрирующиеся. Но даже если 3АО не на 100% выровнено с осью, окончательная цапфа все равно будет сформирована правильно, если мы не будем беспокоить вещи во время чистовых пропилов.Это необработанная веб-часть, которая будет удалена, и мы сможем исправить это позже.

Первые пропилы будут глубокими, чтобы удалить много металла, поэтому наклоните инструмент к задней бабке, чтобы при отклонении назад глубина резания становилась меньше, а не глубже. Это защитит от ситуации с «положительной обратной связью», когда раскопки быстро становятся самовоспроизводящимися. Вы не сможете попасть в угол Интернета из этой настройки, но это можно исправить позже. Уменьшите размер журнала до 50 тысяч, затем установите инструмент на чистку рядом с полотном и приготовьтесь к чистовой резке.

Мне нравится делать мои чистовые пропилы в три или более проходов на глубину не более 0,005 дюйма (0,010 дюйма в диаметре). Последний проход, который я предпочитаю делать глубиной всего 2 или 3 тысячи, чтобы оставить вал на 0,0005 дюйма, чтобы не более чем на 0,001 дюйма выше размера развернутой втулки. Поскольку вал на самом деле должен быть меньше этого размера, у нас осталось достаточно металла для отделки. Для этого я использую изготовленный в мастерской хонинговальный станок, который является копией старого дизайна Sunnen. Увы, источник отливки, использованной для этого инструмента, уже не в бизнесе.В качестве альтернативы можно использовать разрезанный пончик с размазанной изнутри алмазной пастой для притирки или даже кусок бумаги с зернистостью 600, подкладываемый плоской стальной линейкой и большим количеством масла. Несмотря на то, что ваш вал может выглядеть гладким после чистовой обработки, это действительно очень тонкий винт, и микроскопический винтовой гребень необходимо удалить. Оттачивайте и полируйте до тех пор, пока она не станет подходящей для работы в кустах — опыт поможет вам.

Если вал должен иметь резьбовое сечение с уменьшенным диаметром, поверните и обработайте его (но без резьбы) до чистовой обработки основной шейки.Заправка нити выполняется в последнюю очередь, так как нам нужно удалить центр для этой операции. Что касается центров, я считаю, что «живые» (вращающиеся) центры слишком неточны для чистовой токарной обработки валов. Вы можете использовать один, когда загибаете бланк, но измените его на «1/2 мертвой точки» для чистовой обработки. Вырез в центре этого типа позволяет использовать наконечник инструмента по мере его уменьшения.

Диаметр шейки кривошипа теперь должен быть повернут так, чтобы он был концентрическим по отношению к главной шейке. Насколько концентрически, зависит от того, как вы будете формировать шатунную шейку.Если вы оставили достаточно выступающих из челюстей, хорошо — сделайте это при той же настройке. В противном случае захват вала на шейке в цанге будет прекрасным и даст очень точные результаты при условии, что у вас есть подходящая цанга. В отчаянии за вал можно легко ухватиться в 3AO с помощью прокладки из алюминиевой банки для напитков, используемой для защиты отделки. Это может вызвать несколько тысяч эксцентриситета в зависимости от состояния вашего патрона. Пуристы могут захватить 4-х кулачковый независимый патрон (4JIC) и точно синхронизировать короткую, выступающую часть цапфы.Однако, если вы используете приспособления для смещения, описанные ниже, одна или две эксцентриситета между полотном и журналом не будут иметь никакого значения.

Поворот шатуна

Для этого потребуется специальный приспособление или приспособление. Я видел, как в журналах появлялись несколько довольно причудливых дизайнов — не говоря уже о том, что они были непрактичными, просто необычными — я уверен, что их дизайнеры любили их! Однако все они предназначены для выполнения одной и той же основной задачи: удерживать обточенную цапфу вала параллельно оси токарного станка, но со смещением от нее, чтобы шейка кривошипа после обработки была идеально выровнена точно параллельно оси главной шейки.

Кстати, некоторые конструкции, особенно те, которые предназначены для высокой производительности, не выравнивают эти оси параллельно ! Это связано с тем, что шатун на перемычке консольного кривошипа будет отклоняться в разной степени в зависимости от давления, оказываемого на него шатуном. В точке наибольшего давления отклонение будет наибольшим, поэтому, когда штифт выходит из параллели, трение будет максимальным. Смещая штифт, конструкторы пытаются уменьшить это трение во время рабочего хода, допуская, что трение будет выше, когда штифт находится под меньшей нагрузкой, но тем не менее надеются на общий выигрыш.Чтобы узнать, что вы добились успеха в этой игре, требуется довольно сложное измерительное оборудование и изготовление нескольких кривошипов (желательно запускать более чем в одном случае, чтобы учесть производственные допуски). Мы просто стремимся сделать так, чтобы штифт был как можно более параллелен оси кривошипа.

Крепление пластины Keats

Вот приспособление, известное как «тарелка Китса» (или угловая пластина). Я полагаю, что название происходит от английской компании, которая впервые выпустила его в качестве коммерческого предмета из каталога.Его использование должно быть очевидным: основной корпус прикручен болтами к планшайбе токарного станка, а вал зажат в продольной ‘V’ меньшей зажимной пластиной. Если на лицевой стороне конца бланка сделана отметка кернером, смещенная от центра ровно на половину требуемого броска, пластину Китса можно отрегулировать на лицевой панели так, чтобы эта отметка проходила точно, а штифт повернулся.

Показанная здесь пластина (со стандартным 12-дюймовым цифровым штангенциркулем, показанным для сравнения размеров) гордо сидит на моей теневой доске и почти никогда не используется.Он был изготовлен (ваш покорный слуга) из набора чугунных отливок, импортированных из Англии за большие деньги. Я обнаружил:

  1. Это немного великовато для маленьких кривошипов, и зажимная V-образная пластина может повредить отделку вала, если затянуть ее до точки, при которой вы абсолютно уверены, что вал не будет двигаться во время прерывистого резания.
  2. И наоборот, для валов большего размера V может быть на короткой стороне (в продольном направлении), а это означает, что длина неподдерживаемого вала, выступающего над приспособлением, может вызывать опасения.Добавьте к этому прерывистый рез, и появится возможность необратимой деформации.
  3. Наконец, существует проблема получения комбинации прорезей для пластин Китса и прорезей на лицевой пластине, которые дают правильный бросок.

Мой окончательный вывод состоит в том, что старый бедный прибор Keats на 90% бесполезен для той цели, для которой я его сделал. Иногда это идеальное решение (сразу приходит в голову центральная часть вала Taplin Twin), но в целом есть лучшие, более дешевые и эффективные способы выполнения этой работы.

Использование 4-кулачкового патрона

Все мы знаем, что 4-кулачковый патрон способен удерживать заготовку в любом положении по отношению к оси токарного станка в пределах своих возможностей, так почему бы не использовать его? Две проблемы. Во-первых, это тенденция губок оставлять отметки на поверхности захватываемого материала. Ударные силы, возникающие при формировании шатунной шейки из-за прерывистого резания, довольно высоки, поэтому вал необходимо удерживать очень надежно. К тому времени, когда мы добираемся до шатунной шейки, шейка, как правило, уже окончательно обточена и отточена, поэтому вероятность того, что кулачки патрона повредят поверхность, высока.Во-вторых, по мере того, как расстояние от центра увеличивается — скажем, под воздействием челюстей №1 и 3, челюсти №2 и 4 постепенно смещаются «не по центру». Когда ход большой по сравнению с радиусом шейки, мы можем закончить тем, что кулачки № 2 и 4 вообще не будут касаться заготовки и, следовательно, оставить наш вал практически неограниченным по одной оси.

Джим Фрю (Великобритания) придумал ответ на этот вопрос: набор небольших V-образных блоков, которые эффективно обеспечивают трехточечный зажим шейки (одна губка и две стороны V), обеспечивая при этом хорошее, близкое к центральная поверхность для зажима наших губок №2 и №4, что обеспечивает полное закрепление вала по обеим осям.Если у вас нет очень тяжелых рук с ключом патрона, тонкой прокладки из тонкой латуни или алюминия между цапфой вала и голой губкой будет достаточно, чтобы защитить вал от повреждения зажимным давлением. Видимые здесь приспособления Джима круглые, но с таким же успехом их можно сделать и из квадратной заготовки. V должен быть очень точным по отношению к «оси» блока, но этого нетрудно добиться при хорошей настройке на фрезере с использованием пазового сверла (фрезы с 2 или 3 канавками) для получения как V лица одновременно.

Таким образом, после установки вы можете либо центрироваться на отмеченном выступе в центре на конце бланка с помощью воблера и DTI, либо просто синхронизировать пустой конец вала для достижения желаемого хода. Все, что вам нужно, — это набор блоков такого размера, чтобы при требуемом смещении губки № 2 и 4 приходились в разумное положение по центру зажимного блока, если он круглый (если используется квадратный блок, это становится гораздо менее критичным). Простое и близкое к универсальному решению. Единственными недостатками являются необходимость в точности изготовления V-образного блока и отсутствие положительного ограничения на кривошип, вращающийся под давлением чрезмерно амбициозного прерывистого резания.

Приспособление для смещения Это популярная и простая джиг-приманка. Заглушка из стали (или алюминия, или даже латуни) удерживается в 4JIC так, что она вращается эксцентрично на величину, равную требуемому броску. Затем зажимное приспособление просверливают и затачивают до размера шейки кривошипа. При желании этап развертывания можно не выполнять, так как полировка нам не нужна, так как вал в нем не вращается (надеюсь!). Однако при сверлении требуется осторожность, так как конечный результат будет зависеть от осевого расположения отверстия на зажимном приспособлении.Если сверло блуждает, вал не будет удерживаться на одной линии, параллельной оси токарного станка.

После сверления реализуется одна из нескольких схем удержания вала в кондукторе. Они описаны ниже, и вы можете сделать свой выбор. При использовании зажимное приспособление просто захватывается в 3AO, автоматически смещая пустой конец вала для поворота штифта. Как мы увидим позже, у Берта Штрейглера есть инновационная альтернатива, которая усложняет использование, но делает приспособление «универсальным», вместо того, чтобы требовать по одному для каждого диаметра вала и комбинации хода.

После захвата вала штифт поворачивается. Перед этим всегда держите под рукой шатун, если только вы не являетесь мастером-станочником, способным сделать штифты с ходовой посадкой в ​​отверстии, которое еще не существует (в этом случае вы не будете читать эту чепуху!). Есть два основных способа. для формирования штифта: выполнение нескольких продольных проходов или еще большее количество радиальных проходов с последующими продольными чистовыми проходами. Первый позволяет снимать больше металла, но приводит к «прерывистому резанию», которое оказывает тяжелое воздействие на инструмент, инструменты и ваши нервы.Я предпочитаю делать радиальные проходы, удаляя от десяти до пятнадцати тысяч за проход, останавливаясь, когда инструмент только начинает делать полностью круговой рез. Да, это тоже прерывистый разрез, но как-то он кажется более добрым для инструмента и нервов. Прекратите делать проходы, когда вы находитесь в пределах десяти тысяч от полотна, затем начинайте делать тонкие продольные проходы до тех пор, пока не будет достигнут теоретический диаметр шатуна шатуна. Последний проход можно использовать, чтобы «повернуться лицом» к сети.

Посадка шатуна на шатун должна быть свободной, а зазор должен быть достаточным для масляной пленки.Штифт полируется с использованием традиционной рукоятки 600 влажной и сухой, подкрепленной стальной линейкой и большим количеством масла. Полируйте до тех пор, пока (очищенный) штифт не войдет в шатуны плавно и без каких-либо затяжек. Кстати, инструмент, используемый для чистовой обработки штифта, требует небольшого радиуса при вершине (или фаски), чтобы не было резкого перехода к полотну, вызывающего напряжение. Естественно, на шатуне необходимо снять фаску, чтобы приспособиться к этому радиусу.

Теперь разберемся, как надежно удерживать кривошип в зажимном приспособлении.

Метод установочного винта

Я всегда называл его «установочный винт», но на самом деле для этого можно использовать винты с головкой под ключ или шестигранник ( В сторону: читатели из США, скорее всего, будут знать «установочные» винты как «установочные» винты. Это винты без головки, которые могут полностью войти в резьбовое отверстие — отсюда и соединение с «зацепом», которое, кажется, пришло из Англии и прочно укоренилось в Австралии и Новой Зеландии. Просверливаются два отверстия, радиально пересекающие отверстие для вала в кондукторе.Затем на них нарезают два винта, которые при затяжке будут удерживать вал на месте в зажимном приспособлении. Чтобы кончики винтов не оставляли следов на валу, две медные пробки повернуты до диаметра чуть меньше меньшего диаметра резьбы. Вал вставлен, а колодки опущены в отверстия. Когда винты затягиваются над подушками, винт немного расширяется, и резьба вгрызается в них, удерживая их на месте, когда вал позже будет удален. В джиг-приманке, показанном здесь, винты были вынуты, так что слизни были видны (Личинки? Слизни? Для меня это похоже на банку с червями).

Мне этот метод никогда особо не нравился. Просверливание и нарезание резьбы отверстий, изготовление медных пробок и т. Д. Требует значительных усилий. И давление, которое они оказывают на вал, в лучшем случае является минимальным, если удерживать его от смещения под прерывистым резом. Этот метод действительно требует страховки в виде штифта, который входит в отверстие (или прорезь) в кривошипе. Я видел коммерческие шатуны с небольшой прорезью на ободе перемычки, которая, должно быть, зацепила стопорный штифт. В других просверлено отверстие в шатунной шейке.Это не только помогает статическому равновесию, но и является еще одним хорошим местом для стопорного штифта.

Положительным моментом является то, что вал может быть вставлен без снятия или осадки зажимного приспособления в патроне, он действительно пригоден для производственного использования и позволяет просверливать отверстие в зажимном приспособлении по центру и смещать в 4JIC с использованием воблер в самой лунке. Но я ленив; Если мне удастся избежать этой булавки и отверстия, которое должно совпадать с ней, я сделаю это и сделаю это!

Разъемное приспособление

Вы можете позволить патрону обеспечивать зажимное усилие, просто пропилив часть зажимного приспособления, а затем сделав так, чтобы рез попал посередине между парой губок при затягивании.Все маленькие приспособления, которые здесь можно увидеть, делают это. Усилие зажима теперь распределяется по большей площади по сравнению с двумя маленькими медными подушечками, описанными ранее. Я обнаружил, что для небольших валов этого достаточно, чтобы предотвратить нежелательное смещение, если вы будете осторожны и сделаете относительно мелкие надрезы. Также обратите внимание, что приспособления имеют штамп (в большинстве случаев) с тем, для чего они предназначены. Возможно, я никогда не сделаю еще одну, но если сделаю, то, по крайней мере, научусь использовать шляпную джигу!

Ссылаясь на фотографию выше, вы увидите некоторые различия в положении пропила.После некоторых экспериментов я пришел к выводу, что показанная ориентация — это нижний правый угол (для ML Midge оптимальна для лучшего зажима — факт, который был бы сразу очевиден для Слепого Фредди и его собаки, но тем не менее мне потребовалось время. ..

Простейшая из всех приспособлений

И, наконец, мы подошли к моему предпочтительному приспособлению: как только отверстие просверлено, все готово — насколько это просто! Длина зажимного приспособления такова, что с помощью опорной гайки (и, естественно, шайбы) можно очень плотно втянуть вал в зажимное приспособление.Для валов меньшего размера винт с головкой под ключ в резьбовом отверстии для шпильки выполняет ту же работу. Я обнаружил, что это обеспечивает достаточную силу зажима для предотвращения вращения вала.

Если вы нервничаете, просверленное отверстие под штифт, препятствующее вращению, описанное ранее (и показанное ниже в адаптации этого приспособления Бертом), можно использовать для полного спокойствия. Еще одна уловка — центрировать сверление в месте расположения шатунной шейки после установки зажимного приспособления и поднять половину центра задней бабки в качестве защиты от проворачивания.У меня бывали смещения валов в «раздельных» зажимных приспособлениях, но всегда из-за того, что я делал слишком глубокий надрез или позволял инструменту врезаться в полотно при продольном резе при самодействии. Я полностью виноват. Обычно этого не происходит. Но даже в этом случае вал можно повернуть назад, так что частично сформированный штифт окажется где-то рядом с тем местом, где он был раньше. Пока вы находитесь близко, любой эксцентриситет будет устраняться во время чистовых проходов, которые снимают не более десяти тысяч диаметра, а перемещение заготовки с такой небольшой силой резания — это неслыханно.Таким образом, любой из вышеперечисленных вариантов, со стопорным штифтом или без него, может быть использован довольно успешно. Развивайте собственную технику изготовления джигов, чтобы вам было удобно и уверенно. Но тарелка Китса, висящая на стене, — всегда хороший вариант для необычной работы.

Никаких приспособлений!

Этот метод используется в серии Aeromodeller Дейва Сагдена 1955 года выпуска, посвященной созданию высокопроизводительного 2,5-кубового дизельного двигателя.Так что я собираюсь называть это методом Сагдена, хотя оказалось, что это не редкость для инженеров-моделистов, поскольку у них есть трехкулачковые самоцентрирующиеся патроны. Открытие Дэйва состоит в том, что можно собрать кулачки патрона так, чтобы они не центрировали работу самостоятельно!

Поместите пальцы на каждую губку патрона, нажимая их внутрь, открывая патрон ключом. Первой челюстью, которая выскочит из свитка, будет челюсть №3.Как только вы почувствуете, что он переступает границу начала прокрутки, остановитесь и снимите челюсть. Хитрость заключается в том, чтобы закрыть патрон на несколько оборотов перед заменой кулачка №3. Патрон теперь будет «центрировать» пруток, смещенный к кулачку №3. Сколько будет зависеть от наклона вашего свитка и того, где челюсть вернулась по сравнению с двумя другими.

Сам Sugden Special имеет ход 0,600 «. На моем патроне я обнаружил, что два оборота смещения дают ход 0.593 «. Неплохо, но небольшая математика показывает, что это уменьшит рабочий объем двигателя с 2,49 куб. См до 2,46 куб. После того, как все подтянулось, DTI теперь показал, что полоса отклоняется от центра на 0,601 дюйма. Я бы сказал, что достаточно близко для джаза.

Как заметил Дэйв Сагден и как видно из фотографий, патрон моего Myford не может, как выразился Дэйв, «проглотить» стержень, поэтому при формировании штифта требуется поддержка задней бабки.Это может быть небольшой центр, и, если хотите, штифт можно сделать слишком длинным, а часть или весь центр осторожно повернуть в сторону, когда штифт будет готов. Если вы работаете с маленьким валом в достаточно большом патроне, поддержка не понадобится.

То, что мы действительно видим здесь, — это вариант использования 4-кулачкового независимого патрона для захвата ложи. Обратной стороной является то, что штифт должен быть сформирован перед цапфой, и для этого будет немного сложнее закрепить заготовку, так что в конечном итоге нам придется сделать небольшую приспособление.

Повернув штифт, но перед тем, как вернуть патрон в нормальный режим, зажать в патроне пруток того же диаметра (или большего) с использованием тех же регулировочных шайб. Теперь просверлите отверстие в заглушке примерно на 0,010 дюйма больше, чем шатунный шатун. Отверстие будет смещено от центра на такой же ход, что и на зародышевом валу. Дополнительный диаметр предназначен для защитной прокладки, поэтому отрегулируйте размер в соответствии с требованиями ваш шайб.

После того, как 3-кулачковый патрон снова будет полностью самоцентрирующимся, отцентрируйте оба конца заготовки коленчатого вала.Затем вставьте заглушку со смещенным отверстием и поверните ее лицевой стороной вниз так, чтобы в середине штифта был «центр» под углом 60 градусов. Не трогайте эту деталь в патроне до полной сборки шейки вала. Если вам все же нужно его потревожить, снова проведите по центру под углом 60 градусов после повторного зажима, чтобы убедиться, что центр находится точно на оси токарного станка.

Оберните кусок 0,004-дюймовой банки для напитка вокруг штифта, чтобы защитить его, затем установите заглушку вала между центрами. Он будет приводиться в движение самим шатунным штифтом, который должным образом защищен до тех пор, пока вы не сделаете серьезную черновую обработку. порезы.Как и в случае любой другой работы между центрами, этот подход имеет то преимущество, что вал может быть снят с токарного станка для проверки в любое время и заменен со 100% точностью.

Этот метод, как некоторые из вас уже заметили, аналогичен использованию 4-кулачкового независимого патрона для токарной обработки со смещением. Его преимущество заключается в легкой повторяемости (при изготовлении заглушки), плюс не у всех в наши дни есть 4-кулачковые патроны. Наконец, хоть это и кажется немного странным, но работает, так что добавьте его в свой набор трюков.

Вариант Берта

Берт Стриглер добавил в метод, который я использовал, нововведение, которое имеет большой смысл и может побудить меня к изменениям. На фотографии показаны приспособления и приспособления, которые Берт сделал при сборке своего Pepperell. Приспособления для поворота шатуна представляют собой цилиндр со штифтом и толстой «шайбой», которые можно увидеть в нижнем левом углу кадра. Во-первых, вот Берт о том, как это работает:

[Крепления шатунов] типичны для тех, которые я делаю из обрезков лома.Основной корпус кривошипно-шатунного инструмента имеет разгрузку спереди, чтобы принять зону осевого давления вала, позволяя основной перемычке прилегать к инструменту заподлицо. Эта деталь немного длиннее опорной поверхности вала и расширена до размера вала. Есть отверстие 1/8 дюйма для длины приспособления и кусок музыкального провода 1/8 дюйма, который равен длине основного корпуса приспособления плюс еще около 1/16 дюйма. Это работает следующим образом: музыкальный провод заостренный на одном конце, и вал вставляется в рассверленное отверстие и устанавливается на плоской поверхности, затем по проволочному штифту хорошенько бьют молотком, чтобы нанести удар по внутренней поверхности того, что станет шейкой кривошипа.Вал удаляется, и на передней поверхности перемычки просверливается отверстие 1/8 дюйма глубиной примерно 1/16 дюйма. Теперь вал снова вставлен в приспособление, и штифт проталкивается в неглубокое отверстие, задняя часть, которая выглядит как толстая опорная шайба, надевается на резьбовую часть вала, а опорная гайка плотно затягивается на всем беспорядке, захватывая штифт на месте. Вал просто не может вращаться. Крепление лопаты вставляется в 4-кулачковую челюсть с правильным смещением для хода, после чего штифт можно повернуть.Затем приспособление можно вставить в цангу и цанговый патрон для фрезерования противовеса и боковых рельефов.

Обратите внимание, что Берт просверливает свое приспособление в осевом направлении для вала, в отличие от тех, которые я показал выше, которые просверлены со смещением для требуемого хода. Метод Берта, как он говорит, означает, что у него есть приспособление, которое подойдет для любого вала расширенного размера и любого хода — при условии, что он сможет просверлить еще одно отверстие 1/8 дюйма со смещением хода кривошипа с точностью относительно отверстия. посередине (не невозможно или все так сложно).Затем приспособление необходимо установить в четырехкулачковом независимом патроне так, чтобы ось шатунной шейки двигалась точно. Это может быть достигнуто синхронизацией на внешней стороне кривошипа и неформованной заготовки пальца — при условии, что они были отрегулированы на той же настройке, которая использовалась для поворота и чистовой обработки основной шейки. Вариант, предложенный Дэвидом Оуэном, состоит в том, чтобы удерживать вал с помощью установочных винтов (нажимая на медные прокладки для защиты вала). Это позволяет настроить отверстие под штифт 1/8 дюйма в 4JIC до того, как будет вставлен вал — невыполнимая задача, если вал удерживается в приспособлении его опорной гайкой.

Мой подход к сверлению со смещением отверстия упрощает настройку, так как его просто нужно вставить в трехкулачковый самоцентрирующийся патрон. Это значительно упрощает повторную работу; для меня это преимущество, так как я часто делаю более одного двигателя. Штифт для защиты от аварий — тоже хорошая идея, хотя я обнаружил, что опорная гайка / винт очень прочно удерживает вал в приспособлении. И если он действительно смещается, это обычно происходит во время выполнения больших пропилов перед заключительными проходами света, поэтому вал можно переставить достаточно близко, чтобы все снова стало хорошо на последних чистовых пропилах.Обратной стороной моих приспособлений является то, что они предназначены для определенного размера шейки и хода кривошипа, хотя мне удалось проделать более одного отверстия со смещением в одном приспособлении — подходяще проштамповав каждое с идентификатором двигателя для дальнейшего использования. Если я забываю (а у меня есть!), Я получаю кондукторное приспособление со смещенным сверлением в кондукторном ящике и не понимаю, для чего он нужен.

Балансировка

Еще одна небольшая задача, которую не часто ожидают с радостью, — это врезка противовесов в шейку коленчатого вала (профилирование концов шатунов, вырезы в стенках вала… есть ли какая-нибудь задача, которую мы с нетерпением ждем, , ?) Я объясню причину этого нежелания. Для изготовления некоторых деталей требуется много усилий, а усилия равны времени. По мере того, как процесс приближается к завершению, затраты времени велики, и возможность удвоить время, затрачиваемое на наполнение того, что есть в руке, достигает максимума, особенно если какая-то заключительная операция требует менее чем идеальной настройки. Вырезание вырезов в стенке кривошипа является одним из таких случаев, поскольку это связано с прерывистым резом, связанным с проблемой удержания обрабатываемой детали.

Целью снятия рельефа на перемычке коленчатого вала является достижение статического баланса. На одноцилиндровых двигателях, подобных нашему, невозможно достичь идеального динамического баланса. Лучшее, что мы можем ожидать, — это разумный компромисс, пытаясь уравновесить половину возвратно-поступательной массы двигателя, а именно поршень, штифт и малый конец шатуна [LCM]. Обычно это достигается удалением металла с перемычки, так что шатунная шейка будет располагаться горизонтально, когда вес, равный половине возвратно-поступательной массы, действует через ось шатунной шейки.На фото здесь (из 5cc Sparey Project показан вал с острыми лезвиями, на шатунную шейку надет пончик правильного веса. К сожалению, даже с массивными вырезами вал не находится в пределах досягаемости. На этом этапе можно попробовать придать поршню легкости, но тогда вы рискуете получить легко деформируемый поршень и, как следствие, потерю сжатия. самое неприятное явление!

Очевидно, что металл должен быть удален с половины шейки кривошипа, на которой находится шатун.Есть несколько способов сделать это; на рисунке показаны пять наиболее распространенных подходов. Я опишу их, прежде чем рассматривать удержание работ. Используемые имена никоим образом не являются «официальными». Я придумал их для описания (надеюсь). Обратите внимание, есть и другие способы. Это просто самые распространенные.

[A] Вырезы в виде полумесяца

Фреза большого диаметра используется для вырубки перемычки по обе стороны от шатунной шейки. Центр дуги расположен таким образом, чтобы минимизировать количество металла рядом со штифтом, что позволяет сохранить некоторую прочность полотна.Нижняя часть будет на или немного ниже диаметра полотна. Вариант этой схемы — просверлить отверстия в перемычке по обе стороны от штифта. Я даже видел старые конструкции, в которых предлагалось заполнить эти отверстия алюминием. Идея состоит в том, чтобы добиться уменьшения массы без уменьшения объема. Другой вариант — просверлить отверстия на противоположной стороне и заглушить их свинцом, вольфрамом, обедненным ураном или другим легкодоступным тяжелым металлом.

[B] Отрезки для плоских сегментов

Это похоже на [A], но не требует фрезы большого диаметра и предлагает некоторые другие возможности для удержания заготовки.Ключевым моментом этого подхода и подхода [A] является то, что вырез может выходить за пределы линии диаметра (показанной в 3D-рендеринге с небольшим преувеличением) для улучшения баланса. Причина в том, что до определенного момента количество металла, удаляемого резанием на «тяжелой» стороне, меньше, чем количество, удаляемое на «легкой» стороне, поэтому отношение тяжелого к легкому продолжает увеличиваться до критического значения. точка.

[C] Вырезки под тупой угол

Это вариант [B], который сохраняет всю массу на «тяжелой» стороне полотна, поэтому вместо дуги у нас есть тупой угол.Обратной стороной является более сложная обработка, и вы должны быть осторожны, чтобы пересечение не было настолько резким, чтобы вызвать растрескивание. Этот стиль использовался во многих старых спаркерах, а также в некоторых более поздних проектах. Одна крайность, которую я видел на старой конструкции, уменьшила тупой угол до прямого!

[D] Периферийные вырезы в виде полумесяца

Еще одна разновидность [A], за исключением того, что вырезанные полумесяцы сделаны только по краям полотна. Затем тонкое кольцо обычно усаживают по диаметру полотна для герметизации края.Цель состоит в том, чтобы добиться эффекта полной перемычки на объеме картера при достижении некоторой степени баланса. Этот подход использовался в коммерческих двигателях и двигателях с высокими рабочими характеристиками. Это требует более толстого полотна, чем обычно.

[E] Утончение полотна

Обычная практика «полноразмерных» — прикручивать (или иным образом закреплять) груз на перемычке напротив шатунной шейки. Разработчики моделей часто достигают того же эффекта, обрабатывая перемычку соосно шатунной шейке. Результат — больше массы там, где это нужно.Некоторые конструкции дополняются вырезами типа [A] или [B]. Нижняя сторона представляет собой усложнение профиля шатуна, чтобы избежать его забивания противовесом.

А теперь перейдем к зажимному приспособлению для вырезов. Обычно это последняя операция, выполняемая на валу, поэтому вероятность того, что авария может испортить часы работы, максимальна. Вот как Берт Стрейглер делал вырезы типа [B]. Речь идет о валу коричневого цвета с вырезом в соответствии с этой новаторской конструкцией двигателя.Берт говорит:

Вот способ, который я придумал. У меня не так много средств измерения, поэтому я часто прибегаю к графическим методам настройки. На одном рисунке показан небольшой рисунок, но с тех пор я даже не стал его использовать, а просто рисовал, а затем измерял, какая булавка нужна, чтобы получить то, что я хочу. Показаны три части, используемые в установке, и они состоят из чертежа для определения размера штифта, мягкого алюминиевого экрана с довольно большим вырезом, позволяющего зажать шатун без вмятин неизбежного радиуса в месте соединения штифта с валом. , и необходимый распорный штифт.

На втором рисунке показана установка. Все, что я делаю, это нажимаю на вал, чтобы убедиться, что он находится в хорошем контакте с верхней частью губки тисков, затем слегка покатываю его, пока он не будет в хорошем контакте с шатунной шейкой, а затем просто зажимаю его тисками и машиной. . Что касается другой стороны, просто немного ослабьте губку тисков, прокрутите вал в другую сторону и снова зажмите. Это дает идеально симметричный разрез с обеих сторон. Все зажимы производятся в сети.

Кен Крофт использовал аналогичный метод для коленчатого вала MS 1.24 (мы не всегда используем один и тот же метод):

Я не знаю, как вы, ребята, это делаете, но когда мне нужно отрезать кусочки кривошипного диска для балансировки, у меня пока есть только неудачный метод настройки. Для этого нужно было нарисовать кривошипный диск в TurboCAD и распечатать его. Затем я вырезал рисунок, приклеил его к диску и на глаз установил под мельницу. Результаты далеки от идеальных, и я никогда не бываю доволен.

Так как это работа, которую я теперь должен выполнить на MS 1.2 копии, которую я делаю, я подумал и понял, насколько проста эта работа на самом деле.

Я нарисовал кривошипный диск в TurboCAD, затем использовал модель для некоторых измерений. Я просто устанавливаю вертикальный штифт на расстояние диска под мельницей, используя зонд с плоским концом и регистр нисходящей подачи [у меня есть дешевое УЦИ на мельнице].

Затем я фрезеровал концевую часть диска на нужное количество. Затем я повернул диск и снова установил штифт на размер диска, такой же, как и раньше, и удалил такое же количество с диска.В результате получается идеально симметричный диск с точно требуемыми размерами. Почему я этого уже не сделал?

Теперь мне нужно разработать простой метод вырезания зубчатых вырезов. Это будет не так просто.

Берт и Кен использовали два разных метода измерения для обеспечения симметрии, но их основной подход остался тем же. Мы все согласны с тем, что захват полотна в тисках небезопасен, особенно если рукоятка небольшая. Опытные инженеры-моделисты не говорят, что резец должен быть острым, скорость должна быть высокой, а рез должен выполняться таким образом, чтобы зубья соответствовали рабочему смещению в одну сторону, чтобы производить «обычное» фрезерование (а не фрезерование «с подъемом»).Даже в этом случае с лучшими из нас могут случиться несчастные случаи.

Зажим на валу дает возможность для более надежной установки, но требует осторожности, чтобы не повредить то, что, вероятно, является хорошо обработанной поверхностью. Поскольку оси фрезы и вала будут находиться на одной линии при использовании этой установки, фреза будет пытаться повернуть вал, открывая для нас такой же риск, как и раньше, если только не может быть использован положительный антиротационный помощник. Вот как Дэвид Оуэн вырезал сегменты для серии GB5, которые он и Гордон Барфорд выпустили.

Я обычно рисую единичные экземпляры на самом кривошипно-шатунном диске, как и вы. Затем я зажимаю их цанговым патроном 5c в тисках станка. Выровняйте их по линии и зафиксируйте высоту штифта над столом с помощью штангенциркуля. Фактическое измерение бессмысленно. Я подрезаю до линии по мере необходимости и устанавливаю вертикальный упор. Затем я поворачиваю рукоятку до тех пор, пока штифт не окажется в таком же положении на другой стороне, и отрезаю до упора. Я использовал метод удержания Берта, но мне он не нравится по тем же причинам, что и вам.

На большинстве кривошипов, где разрез представляет собой прямую линию, расходящуюся от центра, удаление металла ниже центральной линии приведет к большим потерям над центром, что нам и нужно. У меня есть где-то математика для этого, показывающая пределы.

Для кривошипов с гребешком или параллельным срезом по бокам диаметр является пределом. На такой шатун я снова устанавливаю цангу 5c, но с вертикальным валом.

На производственных валах я всегда просверливал отверстие 1/8 дюйма за шатунной шейкой в ​​качестве регистра.Вы увидите три отверстия под шпонку 1/8 дюйма на прилагаемом изображении 5c, на котором показан вал GB 5cc. В центральном отверстии расположен вал для черновой обработки шатунной шейки из исходного диска полной глубины.

Итак, я получаю квадратный шатун примерно на 1 мм больше, чем готовый диаметр, и примерно 0,25 мм, чтобы оторваться от поверхности кривошипного диска. К этому этапу доработаны все валы. Затем дюбель перемещается в боковое отверстие и обрабатывается по одной боковой поверхности от каждого вала.

Дюбель перекладывается на другой штифт и вторая боковая поверхность срезается.Неряшливый кусок прокладки удерживает большую часть стружки от вертикальной цанги. Затем валы зажимаются в большом приспособлении со смещением 5c в Hardinge, шатунный шатун поворачивается на плюс 0,2 мм, а поверхность очищается до нуля. Затем валы закаляются и окончательно шлифуются.

Цанги 3C, используемые Дэвидом, являются коленями пчелы для этой работы. Цанга вставляется в доводчик, поэтому она не может вращаться. Затем вал прикрепляется к цанговому патрону с помощью штифта 1/8 дюйма (возможно, закаленного), поэтому вал не будет вращаться, и, следовательно, не требуется зажимание зубьев.Для одноразовых валов сверление цанги для штифта, вероятно, невозможно, но цанга правильного размера оказывает огромное зажимное усилие на заготовку, так что это по-прежнему лучший подход. Кстати, посмотрите на штифт в центре приспособления для поворота кривошипа со смещением, показанного на второй фотографии. Это также предотвратит нежелательное вращение вала во время поворота шатунной шейки. Стоит, особенно если вы делаете 150 штук вручную!

Обычно я делаю приспособление со смещением, чтобы удерживать вал при повороте шатунной шейки.Это приспособление может удваиваться, чтобы удерживать вал во время обработки полотна (хотя цанги 3C в прочном держателе были бы намного лучше, если бы они у меня были). На фото здесь показано приспособление, сделанное для дизельного двигателя AHC, которое было повторно использовано для дизельного двигателя Sparey 5cc. В этом случае вал фиксируется затягиванием гайки опоры, но такой штифт, как Дэвид, используемый с этим приспособлением 3C, будет хорошей страховкой. Удерживающее приспособление захватывается 3-х кулачковым патроном, привинченным к поворотному столу, установленному горизонтально под мельницей.Его также можно удерживать в тисках мельницы с помощью V-образного блока.

Кривошип помечается для вырезания с помощью шаблона, как у Берта. В случае AHC и Sparey концевая фреза 3/4 дюйма была самой большой из доступных, поэтому она устанавливает радиус серпа. Фреза расположена так, чтобы касаться как можно большей части отмеченной линии в неподвижном состоянии, а оси фрезы обнулены. Затем я «откусываю» полотно снаружи, используя нижнюю подачу, перемещая одну ось фрезы между резами и продвигаясь не более чем на 0.030 дюймов за один раз, с плотно сжатыми зубьями. При достижении «нулевой» точки пиноль фиксируется, затем стороны разреза очищаются путем наматывания по одной оси от нуля, затем обратно до нуля и наматывания другая ручка. Острый резак сделает это плавно. Тупой резак будет вздрагивать и натыкаться, пытаясь схватить работу. Даже острый резак поднимет легкий заусенец на краю реза. камень в ручном инструменте Dremel — взять отличный футляр, чтобы не вызвать разбег, который ударяет по шатунной шейке (требуется большее сжатие зубьев).

Изучение * партии * двигателей и чертежей в «спортивном» классе показывает, что меньше 2 куб. Мой собственный опыт подтверждает это. Количество вибрации, испытываемой небольшими двигателями, невелико, и теория предполагает, что меньший объем картера, являющийся результатом полной перемычки, сделает двигатель лучшим топливным насосом — хотя, учитывая способность небольших двигателей заливаться водой, это не всегда серьезная проблема.

Артикул:

[LCM]
Mason, LC: Эксперименты с Small I.C. Engines , Model Engineer, том 137, № 3430, 7 июня 1971 г., Model and Allied Press, England, p. 1152.

Авторские права (c) Рональд Чернич, 2005. Все права защищены во всем мире.

Станки для шлифования коленчатых валов — Восстановление двигателя | АМЦ-ЩОУ

Размер

К1200

К1500

К2000

K2700

K3700

K4000

K6000

Вариант суффикса

U

п.

С

U

п.

С

U

п.

К

U

п.

К

U

п.

С

U

п.

С

U

п.

С

CNC-HD

CNC-HD

CNC-HD

CNC-HD

CNC-HD

CNC-HD

CNC-HD

Макс.диск между патронами

мм
дюйм

1200
47.2

1625
64

2250
89

2750
108

4200
165,3

3500
138

Макс. Расстояние между центрами

мм
дюйм

1220
48

1600
63

2190
86

2750
108

4200
165.3

Диаметр поворота

мм
дюйм

460
18

690/750
27/29.5

690/750
27 / 29,5

690/750
27 / 29,5

750
29,5

1100
43

Максимальный ход

мм
дюйм

160
6.3

280
11

280
11

280
11

280
11

380
14.96

Люнет, стандартная минимальная вместимость

мм
дюйм

20
0,8

25
1

25
1

25
1

25
1

Люнет, стандартная максимальная вместимость

мм
дюйм

100
4

180
7

180
7

180
7

180
7

Макс.диаметр заготовки — новый круг

мм
дюйм

410
16

600
23,5

600
23,5

600
23.5

600
23,5

Макс. диаметр заготовки с патроном

мм
дюйм

155
6

190
7.5

250
10

250
10

275
10,8

380
15

Макс.вес между патронами

кг
фунты

400
880

1000
2200

1000
2200

1400
3080

1400
3080

2000

Бесступенчатое вращение заготовки

об / мин

20-100

15-90

15-90

15-90

15-90

1-90

Скорость стола вручную

мм / об
дюйм / об

5
0.2

5
0,2

5
0,2

5
0,2

5
0,2

Скорость стола бесступенчатая

мм / мин
дюйм / мин

5-4000
0-158

5-4000
0-158

5-4000
0-158

5-4000
0-158

5-4000
0-158

1-3000
0-118

Быстрое перемещение суппорта

мм / мин
дюйм / мин

3000
118

3000
118

3000
118

3000
118

3000
118

Скорость шлифовального круга

об / мин

940

760

760

760

760

Двигатель

Двигатель шлифовального круга

кВт
л.с.

4.0
5,5

5,5
7,5

5,5
7,5

7,5
10

7,5
10

20

Гидравлический двигатель мотора рабочей головки только для U

л / мин
галлон / мин

25
5.5

25
5,5

25
5,5

25
5,5

25
5,5

Гидравлический силовой насос (только U)

кВт
л.с.

2.2
3

2,2
3

2,2
3

2,2
3

2,2
3

Насос охлаждающей жидкости

кВт
л.с.

0.16
0,21

0,16
0,21

0,16
0,21

0,16
0,21

0,16
0,21

Размер

Диаметр шлифовального круга

мм
дюйм

660
26

813
32

813
32

813
32

813
32

1100
43

Мин.ширина шлифовального круга

мм
дюйм

19
0,75

19
0,75

19
0,75

19
0.75

19
0,75

Макс. ширина шлифовального круга

мм
дюйм

50
2

50
2

50
2

63.5
2,5

63,5
2,5

Высота от пола до центра шпинделя

мм
дюйм

1120
44

1120
44

1120
44

1120
44

1180
46.5

Высота станка

мм
дюйм

1475
58

1550
61

1550
61

1550
61

1610
63.4

Общая длина станка

мм
дюйм

2950
116.1

3700
145,6

4795
188,8

6000
237,2

9500
374

Общая ширина станка

мм
дюйм

1750
68.9

2030
80

2030
80

2030
80

2030
80

План этажа

мм
дюйм

4220×1700
166.1х66,9

5405×2030
212,8×80

7045×2030
277,4×80

8850×2030
348,4×80

12500×2100
492,1×82.7

нетто. вес ок.

кг
фунты

3300
7260

4800
10560

5600
12320

6700
14740

7900
17380

Масса брутто прибл.(ящик деревянный)

кг
фунты

3850
8470

5560
12232

6600
14520

7800
17160

9200
20240

Объем отгрузки

м³
фут³

11.1
391,9

14,6
515,5

18,7
660,3

23,3
822,7

33,5
1182,9

Мы постоянно совершенствуем наши машины.Таким образом, детали, связанные с любыми описаниями, техническими характеристиками и иллюстрациями, могут изменяться без дополнительного уведомления.

Стандартное оборудование: Универсальные патроны, индикатор настройки, люнет, V-образный калибр для центрирования кривошипа, радиусный правый упор, передний и боковой правки, оправка для балансировки колес, шлифовальный круг и ступица, подъемный крюк, система охлаждающей жидкости, брызговики, комплект инструментов и руководство по эксплуатации.

Дополнительное оборудование: Ленточный полировщик, автоматический измеритель размера, электронный контроль в процессе, дополнительные шлифовальные круги и ступицы, гидравлическое приспособление, легкие и сверхпрочные люнеты, внутренние противовесы, датчик для измерения провисания кривошипа, устройство для измерение длины хода, осевой контроль цапфы, устройство для контроля настройки хода, задний упор для шлифования всех диаметров, вспомогательная подставка для инструмента, автоматический ленточный фильтр, ручной ленточный фильтр, защитные ограждения CE, увеличенный угол поворота с 690 мм (27 дюймов) до 750 мм (29.5 дюймов).

· Механизм скольжения колеса с гидроприводом
· Стопорные штифты лицевой панели с гидравлическим приводом
· Бесступенчатая регулировка хода стола (U-образные станки)
· Задняя бабка с гидравлическим приводом (U-образные станки)
· Двойные конические роликоподшипники SKF в передней и задней бабке
· Антифрикционное антипригарное покрытие под столом
· Закаленные шарико-винтовые пары и гайки
, не требующие обслуживания · Быстрая настройка хода без люфта
· Маслоохладитель штатный на ГЭС

AMC-SCHOU Шлифовальные машины для коленчатого вала сконструированы так, чтобы служить долго, с использованием особо прочных литых деталей, обеспечивающих стабильность и долгий срок службы.Все подшипники имеют увеличенные размеры для максимальной надежности. Антифрикционное покрытие устраняет эффект прерывистого скольжения. Быстрая и точная настройка обеспечивается системой лицевой панели со встроенной четырехсторонней регулировкой.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *