Шатуны

Главный и прицепной шатуны (рис. 99) изготовляют из стали 18XHBA твердостью HB 387—321. В отверстие верхней головки запрессована бронзовая втулка, а в нижней установлены стальные тонкостенные вкладыши, залитые свинцовистой бронзой.

Наиболее характерные неисправности шатунов следующие:

1. коррозия;
2. изгиб и скручивание;
3. износ отверстия втулки под поршневой палец и вкладышей;
4. ослабление посадки втулки в отверстии верхней головки шатуна;
5. износ отверстия под палец прицепного шатуна;
6. износ штифтов и повреждение резьбы шпилек;
7. износ отверстий под штифты;
8. трещины.

Рис. 99. Шатуны: а — главный со штифтами; б — главный со шпильками; в — прицепной к шатуну со шпильками (H — номинальный размер, Д — допустимый без ремонта размер).

Для устранения коррозии поверхность детали зачищают наждачной бумагой и полируют кругом из хлопчатобумажной ткани с пастой ГОИ. После полирования допускаются в двух-трех местах следы коррозии глубиной до 0,1 мм.

Шатун с перекосом осей головок правят под реечным ручным прессом на подкладках из алюминиевого сплава. Шатун считается выправленным, если перекос и скручивание оси отверстия верхней головки относительно нижней не более 0,12 мм на длине 200 мм. Расстояние между осями головок должно быть 320±0,05 мм. Также проверяют расстояние между осями отверстия нижней головки и отверстия под палец прицепного шатуна, равное 82+0,010,4 мм.

При правке скрученных шатунов деталь за нижнюю головку зажимают в тиски и рычагом длиной 1 м деформируют в сторону, противоположную обнаруженному скручиванию.

После правки шатуна заменяют неисправные шпильки и приступают к механической обработке. Сначала восстанавливают геометрическую форму отверстия под палец прицепного шатуна. Если овальность отверстия составляет 0,02—0,025 мм, то его притирают разрезным чугунным притиром при числе оборотов шпинделя 200—250 в минуту.

На притир наносят тонкий слой пасты ГОИ и медленно перемещают шатун вдоль оси притира. Чтобы паста удерживалась, на поверхности притира нарезают риски шириной 0,5 мм и глубиной 0,3—0,4 мм. Шаг штрихов равен 25,4 мм.

При овальности более 0,025.ил отверстие предварительно шлифуют на внутришлифовальном станке. После окончательной обработки овальность отверстия под палец допускается до 0,02 мм. Ремонтные размеры отверстий приведены в табл. 29 и 30.

Изношенные втулки (овальность более 0,02 мм) верхней головки шатунов выпрессовывают с помощью реечного или гидравлического пресса и запрессовывают новые втулки с натягом 0,038— 0,065 мм. Торцы втулки подрезают заподлицо с поверхностью шатуна на сверлильном станке при помощи специальной фрезы. Кромки втулки затупляют конусным зенкером. Затем сверлят сквозные отверстия, направляя инструмент по отверстиям в шатуне. С внутренней стороны каждого отверстия снимают фаску.

Таблица 29. Размеры отверстий главного шатуна

Размер	Диаметр отверстия в мм
	под втулку в верхней головке шатуна		по втулке шатуна		под палец прицепного шатуна
	со штифтами	со шпильками	со штифтами	со шпильками	со штифтами	со шпильками
Номи- нальный	47А(+0.027)	53А(+0,03)	42+0,055+0,035	48+0,07+0,05	40-0,02-0,04	42-0.025-0,045
Допустимый	47,027	53,03	42,085	48,10	39,99	41,98
Ремонтный	471А(+0.027)	53,1(+0,03)	42,1 +0,055+0,035	48,1+0,07+0,05	40,05-0,02-0,04 40,1-0,02-0,04 40,2-0,02-0,04	42-0.025-0,045 42,1-0.025-0,045 42,2-0.025-0,045

Таблица 30. Размеры отверстий прицепного шатуна

Размер	Диаметр отверстия в мм
	под втулку и шатуне		пo втулке шатуна
	со штифтами	со шпильками	со штифтами	со шпильками
Номинальный	44А(+0.027)	46А(+0.027)	40+0,066+0,045	42+0,07+0,05
Допустимый	44,027	46,03	40,09	42,10
Ремонтный	44,1(+0.027)	46,1(+0.027)	40,05+0,066+0,045 40,1+0,066+0,045 40,2+0,066+0,045	42,05+0,07+0,05 42,1+0,07+0,05 42,2+0,07+0,05

Для выполнения этой операции применяют специальное приспособление (рис. 100). Зенковка 1 приводится во вращение от электродвигателя 5 через фрикционную муфту 4, конические 3 и цилиндрические 2 шестерни. Шатун подводят руками к инструменту, вводят зенковку в подлежащее обработке отверстие и, нажимая на шатун, в отверстии втулки снимают фаску. Фрикционная муфта предохраняет механизм от перегрузки. Рис. 100. Приспособление для снятия фасок в отверстиях втулки верхней головки шатуна.

Втулку в нижней головке прицепного шатуна закрепляют стопором. Для этого во втулке сверлят сквозное отверстие и нарезают резьбу M5х0,8.

Наружный конец стопорного винта закернивают и зачищают заподлицо с поверхностью головки. Эту операцию следует выполнять осторожно, чтобы не нанести поперечные риски на детали, которые могут быть зоной концентрации напряжений и даже вызвать обрыв головки. Сечение в зоне стопора является наиболее слабым местом.

После установки стопора фрезеруют паз во втулке вровень с пазом на шатуне.

Для установки прицепного шатуна на горизонтально-фрезерном станке применяется приспособление (рис. 101), которое состоит из корпуса 6, нижней базирующей плиты 9, верхней базирующей плиты 7, гайки 1, винта 8, болта со сферической головкой 10, подвижной треугольной плиты 2 и двух плунжеров 5 с пружинами 4 и сухарями 3.

Шатун устанавливается вертикально между базирующим  плитами и плунжерами, нижней головкой кверху. При ввертывании винта 8 в гайку 1 конец винта нажимает на один из углов плиты 2; подвижная треугольная плита, наклоняясь, нажимает на сухари и выдвигает плунжеры. При этом верхняя и нижняя головки шатуна одновременно прижимаются к базирующим плитам. Фрезеровка ведется дисковой фрезой соответствующей толщины за один проход. Рис.  101. Приспособление для  фрезерования паза во втулке прицепного шатуна.

Наиболее ответственной операцией является растачивание втулок и вкладышей шатунов. Необходимо обеспечить параллельность осеи отверстии, их минимальную овальность и нормальное расстояние между осями. Разностенность втулок допускается не более 0,3 мм.

Отверстия втулок и вкладышей растачивают на специальном двухшпиндельном алмазно-расточном станке резцами с пластинами из твердого сплава T30K4. Кромки резца после заточки доводят на чугунной плите пастой из карбида бора. При осмотре в лупу не должно быть рисок и других пороков. Резцы на нужный размер устанавливают, пользуясь индикаторным прибором.

При растачивании вкладышей рекомендуется следующий режим обработки: число оборотов шпинделя до 2000 в минуту; подача 0,02—0,04 мм/об.

Для того чтобы выполнить требования технических условий, главный шатун растачивают в специальном приспособлении (рис. 102).

Приспособление состоит из следующих основных частей: корпуса 11, жесткой оправки 6, разжимной оправки и тисков. Малая 4 и большая 5 рубашки разжимной оправки, а также ее корпус 1 выполнены из стали 18XHBA и закалены до твердости HRC 40— 45. Плунжер 8 изготовляют из стали ШХ15; после термической обработки он имеет твердость HRC 58—62. Эту деталь пригоняют по отверстию корпуса с зазором 0,01 мм. Внутренние полости деталей разжимной оправки через пробку 2 заполняют гидропластмассой. Малая пробка 3 необходима для удаления воздуха. Рис. 102. Приспособление для растачивания отверстий в головках шатуна.

Гидропластмасса представляет собой тягучую массу и не просачивается через малые зазоры деталей при давлении до 600 кг/см2.

При ввертывании плунжера 8 в корпусе 1 создается гидростатическое давление, вследствие чего стенки толщиной 0,9 мм малой 4 и большой 5 рубашек выпучиваются (происходит упругая деформация). Большая рубашка, разжимаясь, закрепляет разжимную оправку в корпусе приспособления, а малая — шатун. Последний устанавливается на рубашку отверстием под палец прицепного шатуна. Точность установки деталей на оправки с гидропластмассой весьма высокая, и этим обеспечивается выполнение требований технических условий.

В отверстие верхней головки с зазором не более 0,15 мм вводят жесткую оправку 6. Конец жесткой оправки выполнен в виде ромба с двумя узкими цилиндрическими участками. Оправку устанавливают так, чтобы цилиндрические участки конца оправки располагались перпендикулярно линии, проходящей через оси отверстий верхней головки и прицепного пальца.

Установив шатун на оправки, винтом 7 стягивают между собой нижнюю 9 и верхнюю 10 губки тисков. Губки не имеют жесткого крепления к корпусу и являются самоустанавливающимися. При затягивании винта на губках возникают значительные усилия. Силы, приложенные к винту, и реакции, возникающие на губках, образуют пару, которая прижимает обе губки к направляющим тисков. Следовательно, шатун зажат в тисках неподвижно относительно приспособления.

Закрепив шатун, снимают жесткую оправку и растачивают одновременно втулки верхней головки и вкладыши нижней головки.

Для того чтобы получить нужную точность обработки, приспособление тщательно выверяют относительно оси шпинделя и стола станка. Ось базирующей разжимной оправки должна быть строго параллельна направляющим стола. Допускается непараллельность не более 0,01 мм на длине 100 мм.

На этом же приспособлении поочередно растачивают втулки прицепного шатуна. Для растачивания отверстий под поршневой палец и вкладышей шатунов дизелей типа Д6 применяют приспособление, показанное на рис. 103, так как описанное выше приспособление нельзя применять для шатунов, не имеющих проушины. В этом приспособлении шатун крепится при помощи нажимной гайки 2 с плавающим кольцом 3. Предварительно в отверстие нижней головки вводят цанговую оправку а в отверстие верхней головки — жесткую оправку. Рис. 103. Приспособление для растачивания шатуна дизеля Д6

Вследствие того, что базами для установки шатуна в этом приспособлении служат торцы нижней головки, иx предварительно шлифуют на плоскошлифовальном станке до устранения рисок и следов износа. Для установки шатуна на шлифовальном станке используют приспособление, состоящее из плиты и оправки, гарантирующей натяг 0,05—0,07 мм с нижней головкой шатуна.

При износе конусных отверстий и шинах шатуна со штифтами и его крышки подбирают новый штифт, более полный по диаметру.

Если не удается подобрать штифт нормального диаметра, то отверстие развертывают под ремонтный размер. Ремонтный размер конусных отверстий по большому диаметру принят 11,1+0,013 мм при конусности 1:75. Поверхности должны быть гладкими. Их проверяют калибром по краске, которая должна покрывать более 80% поверхности калибра.

Для подбора штифта применяют тарированный копер (рис. 104). В отверстия шипов шатуна с крышкой от руки вставляют конический штифт и деталь укладывают на плиту 1. В центровое отверстие штифта вводят конец центра 2. Боек 3 весом 3 кг поднимают на высоту 350 мм, которую определяют по рискам. Затем, резко нажимая на рычаг 5, отпускают стопор 4; при этом боек, ударяясь о центр, запрессовывает штифт. Для второго удара боек поднимают до отказа (H = 500 мм). После второго удара бойка сферический торец штифта со стороны большего диаметра должен выступать над поверхностью шатуна не более чем на 0,1 мм или утопать на 0,3 мм. Если штифт занимает другое положение, то его заменяют новым. Рис. 104. Копер для установки штифтов шатуна.