Reklama
Ciekawe bramki kontroli dostępu, niezawodne i wytrzymałe.
A A A

Technologia wałów korbowych

Zadanie wału korbowego polega na przeniesieniu mocy uzyskanej w po­szczególnych cylindrach na zewnątrz silnika w celu jej wykorzystania. Poza tym wał korbowy napędza różne mechanizmy pomocnicze silnika: mechanizm rozrządu, pompy: wodną, olejową i paliwową, prądnicę itp. Wał korbowy (rys. 336) składa się zwykle z następujących zasadniczych części: czopów głównych 1, którymi ułożyskowany jest w kadłubie, czo­pów korbowodowych 2, na których osadzone są korbowody oraz ramion 3, łączących poszczególne czopy. Oprócz tego jeden koniec wału (najczęściej przedni) jest zaopatrzony w czop 4 do osadzenia koła zębatego napędu rozrządu oraz — w silnikach samochodowych i ciągnikowych — koła kli­nowego do napędu wentylatora i pompy wodnej. Drugi koniec ukształto­wany jest zwykle w postaci tarczy 5 (w silnikach samochodowych i ciąg­nikowych) lub stożka (w silnikach przemysłowych) i służy do zamocowania koła zamachowego. W wielu silnikach wał korbowy jest zaopatrzony w przeciwciężary 6, które mogą być odkute lub odlane łącznie z wałem albo przykręcone śrubami. Ogólnie biorąc kształt wału korbowego zależy od liczby cylindrów, ich układu, kolejności zapłonu w poszczególnych cylindrach oraz sposobu wyrównoważenia silnika. W zasadzie wały korbowe wykonuje się jako jedną całość, lecz w pew­nych przypadkach stosowane są składane wały korbowe, a mianowicie: 1) w bardzo dużych silnikach okrętowych i przemysłowych, gdy odkucie i obróbka wału jednolitego przedstawiałaby poważne trudności ze wzglę du na wymiary i ciężar (patrz rys. 71); 2) w silnikach motocyklowych i lotniczych gwiazdowych, w których ze względów konstrukcyjnych i montażowych wały muszą być wykony­wane jako dzielone. Łączenie oddzielnie wykonanych odcinków wału wykonuje się przez wtłaczanie czopów w ramiona lub tarcze (w silnikach motocyklowych), przez skręcanie śrubami lub za pomocą kołnierzy i śrub. Dokładność obróbki wałów korbowych, zwłaszcza czopów głównych oraz korbowodowych, powinna być bardzo duża i charakteryzuje się na­stępującymi warunkami technicznymi. Czopy główne i korbowodowe obrabia się zwykle według 2 klasy do­kładności, przy czym ich dopuszczalne odchyłki kształtu wynoszą od 0,005 do 0,02 mm w zależności od przeznaczenia i wielkości silnika. W przypadku stosowania panewek cienkościennych istotną rolę odgry­wają również odchyłki długości czopów; dopuszczalne odchyłki długości czopów korbowodowych wynoszą 0,05r0,15 mm, a długości czopów głów­nych 0,lr0,3 mm. Dopuszczalne odchyłki położenia wahają się zwykle w następujących granicach: 1)odchyłka odległości pomiędzy osiami czopów głównych i korbowo­dowych, czyli promień wykorbienia, ± 0,15f0,2 mm, nierównoległość osi czopów głównych i korbowodowych 0,01r0,02 mm na całej długości każdego czopa korbowodowego, 2)odchyłki od współosiowości i prostoliniowości osi wału 0,02r0,04 mm, błędy rozstawienia kątowego czopów korbowodowych ± 15r20'. Oceniając oddzielnie poszczególne odchyłki wydaje się, że stawiane wy­magania nie są specjalnie wysokie, albowiem ich wartości liczbowe od­powiadają odchyłkom szeregu innych elementów silnikowych. Jednak w przypadku wałów korbowych, które z reguły odznaczają się dużymi wy­miarami i skomplikowanym kształtem, osiągnięcie takiej dokładności jest bardzo trudne. Gładkość powierzchni czopów głównych i korbowodowych powinna również odpowiadać wysokim wymaganiom. Na przykład czopy wałów korbowych silników ciągnikowych obrabia się do gładkości odpowiadają­cej co najmniej klasie 8, a czopy wałów korbowych silników samochodo­wych — co najmniej klasie 10. Szczególnie wysoką gładkością powierzchni powinny odznaczać się czopy współpracujące z łożyskami wylanymi brą­zem ołowiowym. Warunki techniczne dla wałów korbowych silników szybkobieżnych określają również dopuszczalne niewyważenie. Do zagadnienia tego po­wrócimy dalej po zapoznaniu się z istotą i sposobami wyważania wałów korbowych. Wały korbowe wykonywane są jako kute lub lane. Czopy wałów kutych poddawane są zwykle utwardzeniu powierzchniowemu (najczęściej har­towaniu powierzchniowemu, a niekiedy nawęglaniu lub azotowaniu). Wały korbowe z czopami hartowanymi powierzchniowo wykonuje się ze stali węglowych lub stali stopowych, zawierających takie składniki sto­powe, jak chrom, nikiel lub mangan, przy czym zawartość węgla waha się w granicach 0,4r0,45°/o. Na wały nawęglane stosowane są zwykle stale chromowoniklowe lub manganowoniklowe (0,1540,20% C), a na wały azotowane — stale o zawartości 0,3340,49% węgla z dodatkiem chromu, niklu, aluminium i molibdenu. Wały lane wykonuje się ze staliwa stopowego lub żeliwa stopowego. Skład typowego staliwa jest następujący: C — l,35.M,6°/o, Si — 0,85441,1%, Mn — 0,640,8%, Cr — 0,440,5% i Cu — 1,542,0%. Miedź wpro­wadza się w celu polepszenia własności odlewniczych i mechanicznych. Żeliwa używane na wały mają różny skład. Jedna z przodujących w tej dziedzinie wytwórni stosuje żeliwo o składzie: C — 2,442,8%, Mn — 0,841,2%, Si — 2,2542,75%, Ni — 1,041,2%, Mo — 141,25%, P < 0,08% i S < 0,07%. Materiałem na wały korbowe silników okrętowych i przemysłowych średniej i wielkiej mocy jest z reguły stal 35, przy czym nie stosuje się utwardzenia powierzchniowego.