Методы оценки точности сборки кривошипно-шатунного механизма.

Технологический процесс сборки кривошипно-шатунного механиз­ма – это последовательное соединение его деталей с целью обеспечения заданного взаимного расположения осей цилиндровой втулки и поршня, количественно определяемого перекосами.

При этом под перекосом поршня в цилиндре понимают угловую по­грешность, которая характеризует непараллельность осей тронка поршня и втулки. Его измеряют в плоскости, проходящей через оси коленчатого вала и цилиндров дизеля.

В общем случае перекосы поршня являются величиной переменной и зависят от угла поворота коленчатого вала и значений угловых погрешно­стей во взаимном расположении баз деталей кривошипно-шатунного ме­ханизма. Они изменяются от наибольших значений при некотором угле поворота коленчатого вала = _mаxдо наименьших при = . В соот­ветствии с общеизвестными закономерностями сочетания производствен­ных угловых погрешностей как случайных величин, углы и чаще всего отличаются от 0 и 180°. Следовательно, объективные результаты контрольных измерений могут быть получены только тогда, когда в каж­дом конкретном случае будут, во-первых, строго определены положения механизма, при которых имеют место экстремальные значения перекосов, и, во-вторых, для этих положений рассчитаны абсолютные их значения.

При оценке точности сборки кривошипно-шатунного механизма по перекосам поршня в цилиндре различают: метод дискретных измерений и графоаналитический метод.

Сущность метода дискретных измерений перекоса поршня в цилиндре состоит в том, что поршень без поршневых колец в сборе с шатуном уста­навливают в цилиндр, соединяют шатунный подшипник с шейкой колен­чатого вала и последовательно поворачивают коленчатый вал в два край­них, соответствующие в.м.т. и н.м.т. положения механизма. В каждом из этих положений набором специальных щупов измеряют зазоры sмежду тронком поршня и цилиндровой втулкой в четырех сечениях и по очевидным зависимостям вычисляют фактическое значение перекоса поршня в цилиндре.

Основными недостатками этого метода оценки взаимного расположе­ния поршня и втулки являются:

относительно низкая точность измерений щупами; получаемые чис­ленные значения перекосов характеризуют состояние механизма только в двух фиксированных положениях, в общем случае не соответствующих экстремумам;

большая дискретность измерений на позволяет дифференцировать суммарную погрешность по составляющим элементам, а следовательно,выявить ту деталь, которая вносит превалирующую погрешность.Графоаналитический метод оценки точности сборки кривошипно-шатунных механизмов базируется на построении математических моде­лей, описывающих изменение перекосов поршня в цилиндре в зависимо­сти от составляющих погрешностей и угла поворота кривошипа. Графоа­налитический метод позволяет строго определять экстремальные значе­ния перекосов, углов поворота коленчатого вала, соответствующих экс­тремумам, а также расчетным путём оценивать возможность компенсации и частичного или полного устранения чрезмерно больших суммарных перекосов. Графоаналитический метод оценки точности сборки эффек­тивно может быть реализован на ЭВМ.

При выборе метода обеспечения точности сборки кривошипно-шатунных механизмов следует иметь в виду то, что, помимо удовлетворе­ния требований по взаимному расположению осей поршня и цилиндровой втулки, на узловой сборке необходимо обеспечить точность монтажного зазора в шатунном подшипнике, качество прилегания его вкладыша к ша­тунной шейке вала, а также монтажные зазоры между тронком поршня и цилиндровой втулкой.

Технологическая операция пригонки, регулировки и сборки шатунно­го подшипника принципиально ничем не отличается от последовательно­сти сборки коренных подшипников при укладке коленчатых валов.

Монтажные зазоры между тронком поршня и цилиндровой втулкой при конструировании и изготовлении дизелей обычно определяют как алгебраи­ческие суммы предельных отклонений соответствующих элементов сопря­гаемых деталей. Следовательно, если на сборку поступают такие детали, ко­торые имеют фактические размеры, не выходящие за пределы полей допус­ков, то любые их сочетания при взаимном соединении будут давать качест­венные сборочные единицы. Иными словами, независимо от характера и объ­ема производства сборку деталей кривошипно-шатунного механизма по этим параметрам осуществляют по принципам полной взаимозаменяемости.

Технологическую операцию центровки поршня в цилиндре, иногда называемую привалкой поршня, выполняют в тех случаях, когда фактиче­ские перекосы осей поршня и цилиндровой втулки оказываются большедопускаемых. При этом используют так называемый метод компенсации перекосов либо дополнительные пригоночные работы.

Сущность метода компенсации перекосов поршня в цилиндре состоит в том, что в случае получения при измерениях неудовлетворительных ре­зультатов шатунно-поршневую группу механизма (поршень в сборе с ша­туном) поворачивают на 180° и после соединения шатунного подшипника измерения перекосов повторяют. Если такой поворот деталей уменьшает фактический перекос до допустимых пределов, то окончательную сборку производят в этом положении. В противном случае переходят к дополни­тельным пригоночным работам.

Пригонку кривошипно-шатунного механизма с целью обеспечения требуемой центровки поршня в цилиндре обычно сводят к пришабриванию «на клин» антифрикционного слоя верхней половины шатунного вкладыша (при неотъемной кривошипной головке шатуна) или опорной плоскости стержня шатуна при разъемной конструкции этой детали.