Сборка механизмов преобразования движения

СБОРКА МЕХАНИЗМОВ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ

Сборка кривошипно-шатунных и кулисных механизмов

Кривошипно-шатунный механизм является наиболее распространенным из всей группы шарнирно-рычажных механизмов. Он предназначен для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное и наоборот. Кривошипно-шатунные механизмы первого типа применяют значительно реже, в основном в компрессорах и поршневых насосах. Кривошипно-шатунные механизмы второго типа находят более широкое применение - в двигателях внутреннего сгорания, паровых машинах и других типах машин-двигателей. К основным деталям, обеспечивающим работу кривошипно-шатунного механизма (рис.1,а), относятся коленчатый вал (кривошип) 3, коренная шейка 2, шатун 7, поршневой палец (крейцкопф) 4, маховик 7, поршень 5 и цилиндр 6.

Рис.1. Общий вид кривошипно-шатунного механизма (а) и устройство шатуна (б):

1 - шатун; 2 - коренная шейка; 3 - коленчатый вал; 4 - поршневой палец; 5 - поршень; 6 - цилиндр; 7 - маховик; 8 - смазочная канавка; 9 - втулка; 10 - верхняя головка шатуна; 11 - болты; 12 - смазочное отверстие; 13 - прокладка; 14 - гайка; 15 - крышка; 16, 17 - вкладыши

Для того чтобы кривошипно-шатунный механизм обеспечивал оптимальные условия работы, он должен удовлетворять следующим техническим требованиям:

- зеркало цилиндра после обработки должно иметь высокую точность, правильную геометрическую форму и шероховатость поверхности не более Ra 1,2...0,32 мкм;

- оси цилиндра и коленчатого вала должны быть взаимноперпендикулярны;

- зазоры в сопряжениях должны находиться в пределах, предусмотренных техническими условиями на собираемый механизм;

- отверстия во вкладышах шатунов и коренных подшипниках, коренные и шатунные шейки коленчатого вала должны иметь правильную геометрическую форму и малую шероховатость поверхности в пределах, указанных в технических условиях на механизм;

- в многоцилиндровых механизмах допускается различие в массе поршней не более ±0,5%;

- поршневые кольца должны прилегать к поверхности цилиндра без зазоров, а их упругость - соответствовать техническим нормам, установленным на собираемый механизм.

Кривошипно-шатунный механизм состоит из двух сборочных единиц - шатунной и поршневой групп.

Сборка шатунной группы. Шатунная группа обеспечивает соединение коленчатого вала (кривошипа, кривошипного диска) с поршнем. Сборку шатунной группы (рис.1,б) начинают с запрессовки втулки 9 в верхнюю головку шатуна 10. При запрессовке необходимо обеспечить, чтобы смазочная канавка 8, выполненная во втулке и предназначенная для подачи смазки к поршневому пальцу, находилась напротив смазочного отверстия шатуна 12.

По окончании запрессовки втулки в верхнюю головку шатуна и ее обработки до заданного размера приступают к сборке нижней головки шатуна. Сборку необходимо начинать с установки вкладышей 16 и 17 в указанной ниже последовательности:

- проверить параллельность плоскостей разъема вкладышей 16 и 17 подшипника скольжения нижней головки шатуна проведением контроля на краску (пятна краски должны располагаться равномерно на обеих половинах вкладыша). В случае отклонения от параллельности плоскости разъема пришабрить. Вкладыши не должны выступать из корпуса шатуна сверх допустимых значений, указанных в технологических картах на сборку или на сборочных чертежах (в большинстве случаев эта величина составляет 0,05...0,15 мм);

- половины вкладышей 16 и 17 установить в нижней головке шатуна и его крышке 15;

- соединить нижнюю головку шатуна и крышку с помощью болтов 11 и гаек 14. Для обеспечения необходимого радиального зазора между вкладышем подшипника нижней головки шатуна и шейкой коленчатого вала (кривошипа, кривошипного диска) между корпусом шатуна и крышкой установить комплект латунных или медных прокладок 13, общая толщина которых должна быть указана в технических условиях на сборку и обычно колеблется в пределах от 4 до 5 мм. Каждая прокладка имеет толщину до 0,05 мм, что позволяет регулировать радиальный зазор с большой точностью.

- шплинтовать гайки 14 для предотвращения самоотвинчивания.

Контроль сборки. Геометрическую форму и размеры отверстий шатуна проверяют микрометрическим нутромером, с помощью которого можно также определить овальность и конусность отверстия, т.е. его отклонение от круглости и цилиндричности.

Прямолинейность шатуна проверяют с помощью специального приспособления. Зазор между плитой и шатуном измеряют щупом.

Скрученность и изогнутость шатуна также определяют на специальном приспособлении, измеряя с помощью щупа зазор между штифтами и контрольной плитой, который не должен превышать 0,05 мм.

После сборки механизм проверяют, проворачивая его вручную или с помощью рычага. Вращение должно быть плавным, без заеданий.

Кулисный механизм (рис.2,а), являющийся разновидностью кривошипно-шатунного, применяют в строгальных и долбежных станках. Основной деталью кулисного механизма является кулиса 2, устанавливаемая на оси 13 и совершающая относительно нее колебательное движение. Сзади кулисы расположен кривошипный диск 5, в радиальном пазу которого перемещается кривошипный палец 3, устанавливаемый в заданное положение винтом 4. Вращение винта осуществляется от валика 6 через коническую зубчатую передачу с колесами 14 и 15. Кривошипный диск с помощью хвостовика устанавливают в стенке станины 10. Вращение кривошипного диска осуществляется от привода станка через зубчатую передачу с колесом 11.     

Рис.2. Кулисный механизм:

а - сборочный чертеж: 1 - камень; 2 - кулиса; 3 - кривошипный палец; 4 - винт; 5 - кривошипный диск; 6 - валик; 7 - вкладыш; 8 - эксцентрик механизма подачи; 9 - стопорная гайка; 10 - станина; 11, 14, 15 - зубчатые колеса; 12 - втулка; 13 - ось; б - схема регулирования; R - радиус перемещения кулисного пальца