§ 11. Способы комплектования

Размеры ряда сопрягаемых деталей имеют допуски, обеспечивающие полную их взаимозаменяемость. В результате любые две сопрягаемые детали образуют требуемую посадку. Однако обеспечивать полную взаимозаменяемость во многих случаях нецелесообразно, так как для этого необходимо изготовлять детали с узкими допусками, что неизбежно вызовет увеличение их стоимости. В М, прошедших капитальный ремонт, количество сопряжений, для которых не соблюдается полная взаимозаменяемость, больше, чем в новых. Это объясняется следующим: с одной стороны, поля допусков на размеры увеличиваются в результате использования деталей с допускаемыми износами, с другой,— должны быть сохранены нормальные посадки (как для новых М). В этих случаях детали приходится изготовлять с размерами, имеющими широкие допуски, а требуемую посадку в сопряжении обеспечивать путем подбора деталей.

Подбор деталей для разных сопряжений производят различными способами. Рассмотрим наиболее распространенные из них.

1. Подбор деталей без обмера сопрягаемых поверхностей. Правильность подбора в данном случае контролируется по степени свободы взаимного перемещения сопрягаемых деталей — на ощупь или с замером образующегося зазора. Этот способ, несмотря на сто кажущуюся примитивность, для подвижных сопряжений оказывается довольно надежным в тех случаях, когда зазоры невелики, а замер детали затруднителен. Например, муфту переключения 4-й и 5-й передач коробки передач ЗИЛ удобнее подбирать непосредственно по ступице, руководствуясь при этом необходимостью обеспечить свободу взаимного перемещения этих деталей.

2. Подбор деталей с обмером одной (обычно охватываемой) детали. В этом случае детали предварительно обмеряют и сортируют по фактическим размерам. Имея в наличии детали разных размеров, комплектовщик получает возможность относительно быстро подобрать их с целью обеспечения требуемой посадки в сопряжении. Так выполняют, например, подбор клапанов двигателя по направляющим втулкам.

3. Способ селективного подбора деталей. При этом способе поля допусков размеров обеих сопрягаемых деталей делят на несколько одинаковых интервалов, а детали после обмера сортируют в соответствии с этими интервалами на размерные группы. В каждую размерную группу входят детали, фактические размеры которых лежат в пределах суженного поля допуска. Последнее можно вычислить, если разделить величину всего поля допуска детали на количество принятых размерных групп. Группы сопряженных деталей должны обозначаться одинаково: цифровой или буквенной маркировкой, а иногда красками различных цветов. По избежание возможных ошибок для маркировки детали предназначено определенное место, так как красками кроме того маркируются весовые группы, а также восстановленные детали. Дальнейшее комплектование сопрягаемых деталей одинаковых размерных групп может производиться:

а) без подбора, т. е. на основе взаимозаменяемости в пределах размерной группы. Такая взаимозаменяемость иначе называется ограниченной (в отличие от полной). Примером может служить комплектование деталей для сопряжения палец— отверстия в бобышках поршня;

б) с подбором в пределах каждой размерной группы. Диапазон размеров подбираемых деталей уменьшен во столько раз, сколько размерных групп деталей было принято. Это значительно снижает трудоемкость процесса комплектования по сравнению с подбором деталей в пределах общего поля допуска на размер детали (например, комплектование деталей для сопряжения поршень — цилиндр).

Сопоставляя три рассмотренные способа подбора деталей, сле­дует в основном отдавать предпочтение селективному подбору, который обеспечивает большую производительность и высокое качество комплектования деталей. В последнее время этот способ подбора деталей получил распространение на авторемонтных предприятиях.

При комплектовании вполне определенных сопряженных деталей необходимо выдержать так называемые размерные цепи. Размерной цепью называют расположенные по замкнутому контуру в определенной последовательности размеры, определяющие взаимное расположение поверхностей и осей одной или нескольких деталей. Для сопряжения такого типа принцип полной взаимозаменяемости обеспечить тем труднее, чем больше деталей входит в цепь и чем меньше допуски на их изготовление, а также чем выше требования к точности суммарного (замыкающего) размера.

Чаще всего размерные цепи образуются из линейных размеров деталей, требования к точности которых обычно невысоки. Но когда от посадки деталей, размеры которых образуют размерную цепь, зависит работоспособность сопряжения, применяют детали, называемые компенсаторами. Размеры этих деталей, включенные в размерную цепь, компенсируют все неточности, связанные с неблагоприятным суммированием допусков остальных деталей, составляющих размерную цепь.

Типичными деталями-компенсаторами являются мерные (по толщине) шайбы, комплекты прокладок различной толщины, зубчатые и шлицевые муфты, пружины и различные эластичные детали. Многие из перечисленных деталей-компенсаторов делают процесс размерного комплектования вообще излишним (пружины, муфты, эластичные детали).

Во многих случаях деталь-компенсатор может быть подобрана по размерам при комплектовании, но в отдельных случаях это возможно лишь в процессе сборки. Нередко требуемый размер такой детали получают путем дополнительной обработки по месту, т.е. подгонкой.

Размер детали-компенсатора может быть установлен путем замера всех деталей, составляющих размерную цепь. Однако этот способ характеризуется большой трудоемкостью. Практически требуемый размер детали компенсатора определяют с помощью набора щупов или специальных приспособлений, уложив детали в узле в порядке образования размерной цепи.

Комплектование деталей узлов двигателя

Работоспособность отремонтированного двигателя зависит в значительной степени от правильного укомплектования деталей для важнейших его узлов — кривошипно-шатунного и распределительного механизмов.

Поршни комплектуют по весу и по зазору между поршнем и цилиндром блока. Допуск на отклонение веса поршня по чертежу обычно значительно превышает допуск на отклонение веса отдельных поршней в комплекте для одного двигателя. Например, для двигателей ЗИЛ допуск на отклонение веса одного поршня составляет 56 г, а в комплекте для одного двигателя — не более 8 г. Поэтому необходимо рассортировать все поршни на несколько ве­совых групп. В рассмотренном примере допуск на отклонение веса в 56 г разбит на семь весовых групп через каждые 8 г. В комплект одного двигателя должны входить поршни одной группы. В отдельных случаях подобрать поршни по весу из имеющейся партии не удается. Тогда после подбора комплекта поршней по цилиндрам прибегают к подгонке их веса, для чего у более тяжелых поршней удаляют часть металла с нижних приливов у бобышек, предусмотренных специально для этой цели. Лишний металл удаляют симметрично, с обоих приливов. Эту операцию выполняют фрезой на вертикально-фрезерном или сверлильном станке, а также с помощью электродрели. Существуют также приспособления для определения веса поршней, снабженные небольшими фрезами, позволяющими снимать излишек металла не снимая поршень с приспособления.

Подбор поршней по цилиндрам выполняют селективным способом.

Отнесение поршней к той или иной размерной группе производится по наибольшему фактическому размеру.

Отнесение цилиндров к той или иной размерной группе производится по наименьшему фактическому размеру.

Подобным же образом делят допуски на размерные группы для ремонтных размеров.

Цилиндры одного блока двигателя иногда бывают различных размерных групп. Поэтому и подбираемые по цилиндрам поршни должны быть тех же групп. Подобранные поршни проверяют на свободу их перемещения вдоль цилиндра. Для этого в цилиндр вставляется щуп, представляющий собой стальную ленту строго определенных размеров. Толщина ее для различных марок двигателей различна и находится в пределах 0,06—0,15 мм. После этого в цилиндр вводят поршень днищем вниз и вытягивают щуп. Усилие, необходимое для перемещения щупа, измеряют пружинным динамометром. Величина усилия должна находиться в определенных пределах, различных для разных типов двигателей (обычно от 2 до 5 кГ). Если поршни имеют юбку с разрезом, щуп помещают со стороны, противоположной разрезу.

С целью уменьшения трудоемкости подбора поршни должны быть рассортированы и расставлены на стеллажах по размерным и весовым группам. Кроме того, подбор поршней по весу и по размерам следует производить по возможности параллельно к нескольким блокам с одинаковыми ремонтными или нормальными размерами цилиндров.

Рассмотрим подбор поршневых пальцев к поршням. Сопряжение поршневых пальцев с поршнями из алюминиевого сплава выполняется по неподвижной посадке, с натягом. Детали этого сопряжения по размерам также разделяются на несколько групп. Количество размерных групп уста­навливается в зависимости от величины общих допусков на размер пальца и отверстия бобышки поршня с тем, чтобы допуски на размеры деталей в пределах каждой группы не превышали 0,002—0,003 мм. Например, в двигателях ГАЗ и ЗИЛ эта величина равна 0,0025 мм при общем допуске на размер поршневого пальца 0,01 мм. В этом случае при комплектовании деталей одинаковой размер­ной группы будет обеспечена требуемая посадка для данного сопряжения без подбора.

Общие поля допусков размеров пальца и отверстия в бобышке поршня разбиты на четыре интервала.

Сопряженные детали рассортированы на четыре размерные группы — А, Б, В и Г.Любые две детали одинаковой размерной группы обеспечивают в сопряжении требуемый натяг в пределах 0,0025—0,0075 мм.

Подбор поршневых колец — компрессионных и маслосъемных — осуществляется по зазору в замке и по высоте канавки поршня.

Иногда поршневые кольца не могут быть подобраны без подгонки. Подгонку колец (как и других деталей) целесообразно выполнять в процессе комплектования, учитывая, что на участке комплектования всегда имеется значительное количество деталей разных размеров, что, как правило, позволяет свести подгонку к минимуму. Подгонка требуемого зазора в замке поршневого кольца заключается в опиливании напильником стыковых поверхностей и периодическом контроле щупом зазора в замке. Для удобства контроль зазора нужно выполнять не по цилиндру, а по калибру.

При установке стальных поршневых колец отпадает необходимость подбора колец по высоте канавки. Но вместе с тем появляется потребность в обязательном контроле прилегания колец к зеркалу цилиндра на просвет (просвет по окружности не допускается). Для удобства выполнения этой операции применяют набор калибров, представляющих собой невысокие гильзы, имеющие внутренние диаметры, соответствующие размерам цилиндров. Эти калибры устанавливают в прибор для контроля прилегания колец на просвет.

Величина зазора между поршневым пальцем и втулкой шатуна находится и пределах 0,004—0,08 мм для разных марок двигателей. Замер этого зазора представляет известные трудности. Поршневой палец должен плавно входить в отверстие втулки под давлением большого пальца руки. Детали перед этим нужно тщательно протереть, а температура их должна быть одинаковой. Представляется целесообразным применять для этого со­пряжения селективный подбор. В двигателях ЗИЛ пальцы и отверстия втулки верхней головки шатуна делят на шесть размерных групп с допуском 0,0025 мм и маркируют красками различных цветов.

Комплектование вкладышей коренных и шатунных подшипников по шейкам коленчатого вала производят в соответствии с ремонтными размерами последних.

При комплектовании шатунов кроме диаметра отверстия втулки верхней головки следует учитывать еще вес нижней головки и межосевое расстояние. Вес нижней головки определяется на специальных весах. Допустимые отклонения ее веса в комплекте шатунов, идущих на один двигатель, составляют от 15 до 50 г. При отсутствии специальных весов, позволяющих, производить подбор шатунов по весу нижних головок, шатуны могут быть подобраны по их полному весу; при этом разница в весе шатунов, комплектуемых для одного двигателя, должна быть та же, что и для нижней головки шатуна.

Необходимо учитывать расстояние между осями верхней и нижней головок шатуна, поскольку у части восстановленных шатунов это расстояние оказывается уменьшенным. Вместе с тем радиус кривошипа коленчатого вала после каждого перешлифования шатунных шеек изменяется в другую сторону — увеличивается на 0,1—0,2 мм, компенсируя укорочение шатунов.

Увеличение радиуса кривошипа коленчатого вала объясняется следующими обстоятельствами. В результате преобладающего действия инерционных сил шатунные шейки изнашиваются больше со стороны оси коленчатого вала. С целью снятия наименьшего припуска при перешлифовании шатунных шеек их ось смещают в направлении от оси коленчатого вала. Это снижает трудоемкость операции перешлифования, а также повышает общий срок службы коленчатого вала.

Практически отклонение этих двух размеров — длины шатунов и радиусов кривошипов — неодинаково. В результате этого получается большая неравномерность степени сжатия в отдельных цилиндрах, чем в новом двигателе (вследствие неодинакового положения отдельных поршней в верхней мертвой точке). Это приводит к неравномерной работе двигателя. Для устранения данного явления все шатуны по межосевому расстоянию делят на несколько размерных групп, с тем чтобы на двигатель устанавливались шатуны одной группы. Кроме того, желательно шатуны, имеющие меньшее межосевое расстояние, комплектовать с валами, шейки которых неоднократно подвергались перешлифованию, т. е. имеют более высокие номера ремонтных размеров.

Рекомендуется также применять селективный подбор таких сопряжений, как клапан — направляющая втулка, толкатель-отверстие в направляющих (или в блоке), корпус масляного насоса — шестерни масляного насоса (по высоте), ось шестерни масляного насоса — отверстие корпуса масляного насоса.

Шестерни распределительного механизма подбирают по величине бо­кового зазора между зубьями. Измерять зазор можно несколькими способами.

Комплектование деталей узлов коробки передач

Комплектование деталей коробки передач целесообразно производить по узлам. Например, в коробке передач ЗИЛ могут быть выделены такие узлы: 1) картер коробки передач с подшипниками, крышками и осью блока шестерен заднего хода; 2) промежуточный вал с шестернями; 3) ведомый вал с шестернями, втулками и фланцем кардана; 4) верхняя крышка со стержнями, вилками переключения передач; 5) вал первичный с подшипниками; 6) блок шестерен заднего хода с подшипниками.Многие сопряжения деталей коробки передач целесообразно комплектовать используя селективный подбор.Колебания максимального зазора в различных группах зависят от величины полей допусков каждой их этих групп.

Комплектование деталей узлов заднего моста

Задний мост можно подразделить на следующие узлы: 1) картер редуктора с подшипниками и конической парой шестерен; 2) дифференциал с парой цилиндрических шестерен и полуосями; 3) картер заднего моста с подшипниками, ступицами, опорными дисками в сборе и деталями привода тормозов.

В картере редуктора автомобиля ЗИЛ необходимая по техническим требованиям степень затяжки подшипников ведущей конической шестерни зависит от правильного комплектования деталей, составляющих размерную цепь. В этой цепи компенсатором являются регулировочные шайбы. В связи с различной степенью износа деталей колебание замыкающего зазора становится довольно значительным. С целью обеспечения требуемой посадки при комплектовании деталей может быть установлено семь групп толщины шайб в пределах от 2,0 до 2,7 мм с интервалом 0,1 мм.

Размер шайб, требуемый для данного комплекта деталей, может быть установлен лишь после запрессовки наружных колец конических роликоподшипников ведущей конической шестерни в картер подшипников ведущей конической шестерни. Поэтому кольца роликоподшипников следует запрессовывать при комплектовании деталей.

При комплектовании деталей узла картера заднего моста — опорных дисков в сборе — следует обращать особое внимание на сопряжение тормозных барабанов и тормозных колодок (по внутреннему диаметру барабанов) в соответствии с ремонтными размерами.

В узле дифференциала селективным способом подбирают детали для таких сопряжений: 1) шипы крестовины — отверстия сателлитов (по трем размерным группам); 2) чашки дифференциала, полуосевые шестерни, сателлиты и опорные шайбы полуосевых шестерен. Последние являются в этом сопряжении деталью-компенсатором.

Комплектование, деталей узлов переднего моста

Передний мост можно подразделить на следующие узлы: 1) балка передней оси со шкворнями, поворотными кулаками, рычагами поворотных кулаков и подшипниками шкворней; 2) опорные диски тормозов, тормозные колодки и барабаны со ступицами колес и их подшипниками; 5) продольная и поперечная рулевые тяги.

В первом узле основные сопряженные детали комплектуются по следующим размерам: шкворни с передней осью — по диаметру отверстия в бобышках передней оси; шкворни со втулками поворотного кулака —. по диаметру отверстия втулок. Бобышки балки передней оси с поворотными кулаками, а также опорные подшипники образуют размерную цепь по высоте; при комплектовании подбирается деталь — компенсатор в виде набора регулировочных шайб.

К каждому поворотному кулаку рекомендуется подбирать не более трех шайб установленного размера. В автомобиле ЗИЛ, например, размеры шайб следующие: 0,25; 1,0; 1,5; 1,75; 2,0 и 5,0 мм. Размер суммарной толщины шайб удобно определить с помощью специального клина-щупа. При этом для удобства комплектования детали устанавливают в перевернутом положении.