ШАТУННЫЕ И КОРЕННЫЕ ПОДШИПНИКИ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА ДВИГАТЕЛЯ ЗИЛ-130

  Главная      Учебники - Двигатели     Автомобильный двигатель ЗИЛ-130 (А. М. Кригер) - 1973 год

 поиск по сайту

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  ..

 

 

 

ШАТУННЫЕ И КОРЕННЫЕ ПОДШИПНИКИ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА ДВИГАТЕЛЯ ЗИЛ-130

 



С целью повышения ремонтоспособности в двигателях ЗИЛ-130 в коренные и шатунные подшипники устанавливают тонкостенные вкладыши, у которых толщина стенки настолько мала, что после установки их форма внутреннего отверстия подшипника зависит только от формы гнезда. Вследствие этого тонкостенные вкладыши взаимозаменяемы, что упрощает их замену в эксплуатации, поскольку отпадает необходимость в какой-либо их обработке или подгонке. В то же время применение тонкостенных вкладышей требует очень точного исполнения гнезд и соосности отверстий в блоке под коренные подшипники. Тонкостенный вкладыш состоит из стальной основы, являющейся как бы каркасом вкладыша, и слоя антифрикционного сплава; иногда на последний наносят тонкий слой приработочного покрытия. Каркас чаще всего делают из низкоуглеродистой холоднокатаной стальной ленты марки 0,8; 10 или 08кп. Антифрикционный сплав выбирают в зависимости от конкретных условий. По краям вкладыша имеются участки уменьшенной на 0,03—0,07 мм толщины—• так называемые холодильники. Их назначение — компенсация возможных смещений крышки подшипника во время сборки и обсадки торцов вкладышей при затяжке болтов подшипника.

В начале для двигателя ЗИЛ-130 вкладыши изготовлялись из трехслойной ленты с каркасом из стали марки 08кп толщиной 1.7 ± 0,1 мм. На каркас методом спекания наносили металлокерамический слой из медноникелевого порошка (60% меди и 40% никеля) толщиной 0,22 ± 0,08 мм. Металлокерамический слой пропитывался в вакууме антифрикционным сплавом типа СОС 6-6 (5,5—6,5% сурьмы, 5,9—6,5% олова и остальное свинец). Из этого же материала наносился антифрикционный поверхностный слой толщиной 0,1 ± 0,02 мм.

Нагруженность коренных и шатунных подшипников двигателя ЗИЛ-130, полученная на основании обработки индикаторных диаграмм и расчетов, приведена в табл. 11. Удельные нагрузки на рабочую поверхность подшипников не являются чрезмерными

II. Нагруженность коренных и шатунных подшипников

 

 

Подшипник

Удельная нагрузка в кгс/см2

средняя

максимальная

Коренной (второй) ......

52—56

127—142

Шатунный             

54—61

95—108

 

 

 

 

для антифрикционного сплава СОС 6-6 толщиной 0,1+0,02 мм. В условиях эксплуатации износы коренных и шатунных шеек коленчатого вала с этими вкладышами невелики. Средний темп износа коренных шеек при пробеге 1000 км равен 0,2 мкм, шатунных 0,06 мкм.

Недостаток вкладышей этого типа — низкая усталостная прочность антифрикционного слоя при работе двигателя в особо тяжелых условиях (в течение длительного времени с большими частотой вращения и нагрузкой). В этих случаях наблюдается отслаивание рабочего слоя от промежуточного металлокерамического слоя, а также отслаивание последнего от стального каркаса. Усталостные разрушения рабочего слоя особенно быстро прогрессируют при увеличении толщины сплава СОС 6-6 более 0,1 ± 0,02 мм. Усталостная прочность вкладышей, у которых толщина рабочего слоя равна 0,2 мм, почти в 2 раза меньше, чем у вкладышей с толщиной рабочего слоя 0,1 мм.

Некоторые подшипниковые антифрикционные материалы имеют значительно более высокую усталостную прочность, чем сплав СОС 6-6 или баббит, например, свинцовистая бронза и другие сплавы на медносвинцовистой или меднооловянистой основе, а также различные сплавы на основе алюминия.

Для повышения долговечности подшипников двигателя ЗИЛ-130 были отобраны вкладыши четырех типов с различными антифрикционными сплавами повышенной усталостной прочности:

1. Свинцовистой бронзой (основа — медь, 30% свинца, 0,3% олова); толщина антифрикционного слоя 0,24—0,30 мм.

2. Алюминиевоникелевым сплавом (основа — алюминий, 2% никеля, до 1% железа, 0,5% кремния, 0,1% меди); толщина антифрикционного слоя 0,24—0,32 мм.

3. Алюминиевооловянистым сплавом (основа — алюминий, 25—30% олова, до 0,1% железа, до 0,1% меди); толщина антифрикционного слоя вкладыша 0,3—0,4 мм.

4. Алюминиевооловянистым сплавом фирмы Гласье (Англия) основа — алюминий, 20% олова, 1 % меди, 0,3% магния; толщина антифрикционного слоя 0,25—0,33 мм.

При испытаниях определяли: износ вкладыша с точностью до 0,001 мм, его распрямление и предварительный натяг с точностью 0,01 мм, а также состояние рабочей поверхности.

Износ вкладыша определяли двумя методами — путем непосредственного измерения толщины вкладыша в шести точках, а также расчетным путем по изменению его массы. В последнем случае средний износ антифрикционного слоя подсчитывали по формуле (в мм)

Испытания проводились на специальных установках и па двигателе в течение 600 ч на режимах, рекомендованных ГОСТом 491—55, но с более высокой температурой картериого масла (100—120° С).

Результаты этих испытаний приведены в табл. 12, из которой следует, что наилучшими в отношении стабильности геометрических размеров и износостойкости шейки коленчатого вала оказались вкладыши с антифрикционным слоем из алюминиепооло-вянистого сплава третьего и четвертого типов.

Вкладыши с антифрикционным сплавом третьего типа были подвергнуты эксплуатационным испытаниям на 10 двигателях ЗИЛ-130. За время пробега 200 тыс. км износы шатунных шеек коленчатого вала не превышали 0,004мм, а коренных шеек 0,011 мм. Усталостных разрушений на этих вкладышах обнаружено не было. Трехслойные вкладыши, проходившие параллельно эксплуатационные испытания, из-за чрезмерного выкрашивания антифрикционного слоя заменяли после пробега 70—100 тыс. км.

В настоящее время на все Двигатели ЗИЛ-130 вкладыши коренных и шатунных подшипников изготовляют с антифрикционным слоем из высокооловянистого алюминия.

 

 

12. Показатели стабильности геометрических размеров и износостойкости вкладышей с различными антифрикционными сплавами

 

 

 

Трехслойный вкладыш (с металло­керамическим промежуточ­ным слоем)

Вкладыши с антифрикционным слоем

Вид испытаний

Оценочный показатель

алюминиево- никелевым (сплав 2)

алюминиево- оловянистым (сплав 3)

алюминиево- оловян истым фирмы Гласье (сплав 4)

свинцовистой бронзы (сплав 1)

Нагрев в заневоленном состоянии

Изменения предваритель­ного затяга (в числителе) и «распрямления» (в зна­менателе) в мм

0,064/0,45

0,011/0,23

0,054/0,78

0,002/0,46

0,003/0,26

Испытания на специаль­ном стенде

То же

0,027/0,064

0,044/0,35

0,060/0,41

 

Уменьшение массы в г

0,345

0,175

0,195

 

Уменьшение толщины в мм

0,021

0,011

0,004

Испытания на двигателе ЗИЛ-130

Изменения предваритель­ного натяга (в числителе) и «распрямления» (в зна­менателе) в мм

0,01/0,55

0,017/0,45

0,010/0,40

0,006/0,67

 

Уменьшение толщины в мм

0,004

Задир рабочей поверхности

0,003

0,003

0,001

 

Износ шейки вала в мм

0,005

То же

0,002

0,002

0,003

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  ..