ШЛИФОВАНИЕ ШАТУННЫХ ШЕЕК

Шлифование всех поверхностей любого вала, расположенных по оси его вращения, должно выполняться только в центрах. Если при шлифовании опорных или коренных шеек  коленчатого вала двигателя легкового автомобиля для его установки на шлифовальном станке используются кулачковые патроны - это гарантирует 100%-ный брак. Во-первых, при сжатии патронами возникает предварительная деформация, в случае чего после шлифования опорных шеек и снятия со станка будет иметь недопустимое биение шеек (чем тоньше вал, тем оно больше). Во-вторых, применение патронов требует специального выставления вала в станке, т.е. обеспечения минимального биения поверхностей вала, расположенных от патронов. Практика показывает, что в патронах сделать, не так просто, в то время как в центрах легко обеспечить биение у краев вала менее 0,015-0,020 мм. Как исключение в некоторых случаях допускается установка вала с одной стороны в патроне, а с другой - в центре.

Шатунные шейки шлифуются в специализированных станках для шлифования коленчатых валов. Такие станки имеют центросместительные приспособления с патронами, позволяющие сместить ось коренных шеек от оси вращения вала в станке так, чтобы эта ось вращения совпала с поверхностью обрабатываемой шатунной шейки. При шлифовании шатунных шеек наиболее важно обеспечить параллельность их осей относительно коленчатого вала коренных шеек. Максимально допустимой не параллельностью следует считать величину 0,1 мм на 1 м. В этом случае  длина шатунной шейки 25 мм не параллельность составит 0,0025. Не параллельность шатунных и коренных шеек определяет-с одной стороны, типом станка и его техническим состоянием с другой - квалификацией специалиста-шлифовщика. У многих коленчатых валов двигателей иностранных автопроизводителей ширина шеек мала (20-22 мм), что требует применять­ на станках достаточно узких шлифовальных кругов. При балансировании не допускается касание кругом торцевых поверхностей (щек) коленчатого вала. Надо стремиться к тому, чтобы не повредить галтели - поверхности перехода от шейки. На тех валах, где нет канавок для выхода шлифовального круга, круг должен иметь радиусы не меньше, ' галтелей. Этими требованиями пренебрегать не следует, поскольку любое повреждение галтелей может привести к  разрушению. Наибольшую точность дает шлифование в неподвижных центрах есть постоянным. Привод вала обеспечивается специальным поводком. Не все специализированные станки для шлифования коленчатых валов, имеются на отечественных ремонтных предприятиях, обеспечивающие  такие условия, поэтому для коренных шеек можно обеспечить шлифование универсальным кругло - шлифовальным станком. Сжатый центрами коленчатый вал деформируется, чем он тоньше, тем больше усилие сжатия. Усилие сжатия не должно быть большим во избежание недопустимого биения коренных шеек. Проверить или подобрать усилие можно предварительным шлифованием коренных шеек и последующей проверкой биения на призмах или в центрах без усилия прижатия.

Данный вопрос имеет очень важное значение для обеспечения необходимого качества ремонта. В практике ремонта нередки случаи, когда после "неграмотного" шлифования в центрах длинные и тонкие валы имели биение коренных шеек на призмах 0,10-0,15 мм, а по­сле аналогичного шлифования в патронах - даже до 0,4-0,5 мм. Это даже больше, чем обычно бывает после расплавле­ния подшипников, обрыва шатуна и т.д.

Альтернативным способом шлифования коренных шеек является шлифование с одним центром. При этом хвостовик вала устанавливается в неподвижный центр, а вал зажимает­ся в патроне по поверхности заднего сальника. Зажатие одной из поверхностей вала в патроне требует очень точного его выставления по минимальному биению этой поверхности (не более 0,02-0,03 мм). При этом опора с другой стороны на центр обеспечивает отсутствие деформации вала, что всегда имеет место, если обе стороны вала зажаты в патронах

Для шлифования коренных шеек необходимы различные центры, включая укороченные для коротких центровых отвер­стий. Очень большое значение имеет состояние центровых фасок на самом валу.

Рисунок 3.3.17 - Технологическая втулка, устанавливаемая на хвостовик  для шлифования вала

После шлифования коренных шеек и торцевых (упорных) поверхностей могут быть прошлифованы, если необходимо, хвостовик (если он наварен) и поверхности под сальники. Для деформированных валов это обязательно, для недеформированных следует ориентироваться на состояние и биения соответствующих поверхностей. Обычно биение более 0,02 мм требует обработки поверхностей под сальники. Это не значит, что надо шлифовать эти поверхности до тех пор, пока не ис­чезнут все круговые риски.

После шлифования шеек вала их необходимо полировать. Поверхности шеек после шлифования не имеют, как правило, необходимого качества поверхности, а это дает повышенный износ вкладышей или втулок подшипников в процессе первоначальной приработки. Кроме того, смазочные отверстия, выходящие на поверхность шейки, после шлифования обычно имеют острые края и могут повредить мягкий материал вкладышей.

Рисунок 3.3.18 - Приспособления для полирования (доводки) шеек валов:

а—простейшие ручные; в — с электроприводом: 1 — войлочное. 2— шейка вала; 3 — башмак; 4 — абразивное полотно; 5 — ролик; 5—кронштейн; 7 — шарнир; 8 — электродвигатель

Один из простейших вариантов такого приспособления представляет собой специ­альные щипцы с длинными ручками и узкими (шириной 20 мм) деревянными башмаками, на внутреннюю радиусную поверхность которых наклеен толстый (5-10 мм) слой войлока. Абразивное полотно смазывается маслом и зажимается щипцами между войлоком и шейкой вала, после чего вращением вала в течение нескольких минут осуществляется доводка шейки.

Для доводки валов с диаметрами шеек от 40 до 70 мм достаточно 4-5 комплектов башмаков различного радиуса, т.к. толстый слой войлока на башмаке обеспечивает хорошее прилегание к шейке в некотором диапазоне её диаметров. При доводке шеек необходимо обеспечить минимальный съем (несколько микрон). Качество доводки поверхности легко проверяется с помощью кусочка меди если провести им по хорошо отполированной шейке, то на ее поверхности не должно остаться следа.

Ремонт любого вала должен заканчиваться контролем всех размеров и биений, причем этот контроль необходимо проводить с особой тщательностью. Неполный (или недобросовестный) контроль отремонтированного вала может значительно снизить качество ремонта всего двигателя в целом. Измерения вала при окончательном контроле выполняются аналогично описанным выше операциям по его дефектации.