Подшипники коленчатых валов тепловозных, судовых и стационарных дизелей являются одними из самых ответственных узлов, определяющих надежность двигателей в целом. Выход из строя данного узла приводит к тяжелым последствиям, вплоть до полной поломки двигателя. Поэтому контроль геометрических параметров вкладышей подшипников коленчатого вала при проведении плановых и неплановых ремонтов во многом определяет надежность двигателей в эксплуатации.

Известно, что одним из важнейших параметров тонкостенных вкладышей подшипников коленчатых валов дизелей (ДВС), определяющих их работоспособность при длительной эксплуатации, является их правильная посадка с натягом в корпусе подшипника скольжения — шатуне или постели коренного подшипника. Надежность посадки вкладышей в корпусе определяется диаметральным натягом, т.е. разностью наружного диаметров круга (верхнего и нижнего) вкладышей и отверстия корпуса подшипника.

Этот параметр определяет необходимый и достаточный уровень контактных давлений между вкладышами и корпусом подшипника для обеспечения надежности фиксации вкладышей в корпусе и отвода тепла, выделяемого при работе подшипника. В соответствии с [1] минимальный уровень контактных давлений должен составлять 8 — 10 МПа, а в соответствии с [2] — посадка вкладышей в постели должна соответствовать прессовой посадке по II классу точности.

Другие элементы подшипника, такие как штифты или фиксирующие выступы, служат исключительно для правильной установки вкладышей в постель, но не для удержания их от проворота при повреждении подшипника.

Рис. 1. Схема контрольного стенда для определения выступания вкладыша над диаметральной плоскостью контрольной постели:

1 — контрольная постель приспособления; 2 — неподвижный упор; 3 — вкладыш подшипника; 4 — подвижный упор; 5 — индикатор; D₀ — номинальный диаметр постели; А — высота выступания стыка вкладыша; Р — контрольная нагрузка

Так как обработка и использование взаимозаменяемых современных тонкостенных вкладышей производится, как правило, в половинках, диаметр наружной поверхности вкладышей подшипника определяется суммой длин полуокружностей наружных поверхностей двух половинок, составляющих подшипник, деленной на число к.

^вкл ^— (^верх ⁺ Цнижн)/⁷¹’    П)

где: Д_вкл — наружный диаметр вкладышей подшипника;

1-верх — длина полуокружности верхнего вкладыша;

1-нижн — Длина полуокружности нижнего вкладыша.

В связи с тем, что диаметр по стыку в свободном состоянии тонкостенных вкладышей превышает диаметральный размер постели подшипника на несколько миллиметров, точно длину полуокружности и наружный диаметр вкладышей можно определить только с помощью специального приспособления — стенда или высокоточной контрольно-измерительной машины. На практике это выполняется на стенде, который включает в себя постель с известным диаметром и нагружающее устройство, действующее на стыки вкладыша и прижимающее последний к контрольной постели, что позволяет сравнивать известную длину полуокружности постели и длину полуокружности наружной поверхности вкладыша, измеряя выступание стыка вкладыша над диаметральной плоскостью контрольного приспособления.

Для измерения величины выступания стыка вкладыш необходимо не только поместить в постель, но и обеспечить полное прилегание наружной поверхности вкладыша к ее внутренней поверхности. Для этого к стыку полувкладыша прикладывается определенная нагрузка Р, как показано на схеме рис. 1 [1]. Величина этой нагрузки и выступания вкладыша над диаметральной плоскостью контрольной постели указывается в конкретных чертежах вкладышей подшипников, а допустимые значения при ремонте — в эксплуатационной и ремонтной документации. Таким образом, при определении условий посадки вкладышей в постели подшипника необходимо учитывать долю от абсолютного укорочения развернутой длины вкладыша под действием усилия Р в контрольном приспособлении.

Как указано выше, для контроля величины выступания стыков вкладышей в соответствии с документацией на вкладыши необходимо наличие специальных стендов, включающих контрольные измерительные постели, выполненные с высокой точностью, нагружающее устройство, обеспечивающее возможность приложения контрольного усилия к стыкам вкладыша, а также измерительное устройство.

Очевидно, что наличие таких технически сложных стендов возможно только на заводах-изготовителях вкладышей и крупных ремонтных предприятиях. Это часто вызывает трудности при ремонте дизельных двигателей на местах эксплуатации и ремонта тепловозов, судов, стационарных и передвижных электростанций и т.д. в части дефектовки вкладышей подшипников по выступанию стыка (натягу) и определению возможности допуска их к дальнейшей работе.

Поэтому ниже предлагается и обосновывается способ контроля выступания стыка (натяга) вкладышей для обеспечения их посадки в постели шатунных и коренных подшипников коленчатого вала в соответствии с требованиями конструкторской и ремонтной документации на местах эксплуатации ДВС без применения специальных измерительных стендов и контрольно-измерительных машин.

Суммарное выступание двух половин вкладышей одного подшипника над диаметральной плоскостью постели контрольного приспособления дает возможность определить условный наружный диаметр двух полувклады шей с учетом упругого укорочения развернутой длины вкладышей (Д_ву) под действием заданной контрольной нагрузки Р в приспособлении:

Дву ⁼ До ⁺ (^дверх + Днижн)/⁷¹’ <²>

где: Д₀ — номинальный диаметр постели контрольного приспособления;

А_верх — выступание стыка верхнего вкладыша над диаметральной плоскостью контрольного приспособления постели под действием заданной нагрузки Р;

Д_нижн — выступание стыка нижнего вкладыша над диаметральной плоскостью контрольного приспособления постели под действием заданной нагрузки Р.

Следовательно, условный номинальный натяг двух вкладышей в постели подшипника с номинальным диаметром контрольной постели будет составлять:

^ном ^- Дву До “ (^верх ^{+ А}нижн)/*-

Суммарное же выступание стыков двух вкладышей над плоскостью контрольной постели под действием контрольной нагрузки, приложенной к стыкам: