Разработка технологии ТО шатуна Д-240

1.

Разработка технологии ТО
шатуна Д-240
Выполнил студент группы ТТО-23 Софронеев Иван

2.

ШАТУН Д-240
1 - шатунный болт, 2 -- крышка: 3,4 нижний и верхний шатунные
вкладыши; 5, 8 — нижняя и верхняя
головки шатуна; б - корончатая
гайка; 7 — стержень шатуна; 9 —
втулка; 10, 11 — штифты; а —
канал; б, в, г — стержень, конусный
поясок и головка шатунного болта;
д, е — дугообразные канавки; ж, и, о
— радиальные отверстия; з. м -холодильники; к, л — кольцевые
канавки; и — короткая канавка; п выемка под штифт, р — лыска

3.

Назначение
• Шату́н (англ. connecting rod) (устар. тяговое дышло) — деталь,
соединяющая поршень (посредством поршневого пальца) и шатунную
шейку коленчатого вала или движущих колёс паровоза. Служит для передачи
газовых сил возвратно-поступательно движущегося поршня к вращающемуся
коленчатому валу.
• Шатун как элемент, необходимый для соединения поршня с коленчатым валом,
применяется во всех существующих поршневых двигателях, за
исключением двигателя Баландина, где усилие на вал передаётся не шатунным, а
ползунным механизмом, а также шайбовых двигателях.

4.

Условия работы шатуна
• При работе шатун подвергается действию силы давления газов, действию усилия
заедания поршня, действию сил инерции (шатун участвует в поступательном и во
вращательном движении), действию силы трения.
• Сила газов, силы инерции и заедание поршня будут вызывать деформации растяжениясжатия, изгиба. Сила трения будет вызывать износ вкладышей нижней головки шатуна
и втулки поршневой головки. Знакопеременные нагрузки будут вызывать усталостные
разрушения.

5.

Напряжения сжатия в стержне шатуна

6.

Требование к материалу детали
• достаточная усталостная прочность во избежание разрушения;
• жёсткость для исключения потери устойчивости стержня при сжатии (учитывая
возможные разовые перегрузки при авариях);
• минимальная масса, для снижения динамических нагрузок на шейки коленвала и
уменьшения массы противовесов, а также и маховика;
• технологичность и простота конструкции, определяемые также возможностями
станочной обработки;
• минимальные издержки на материал, обеспечивающие однако 90% прокаливаемость
сечения (либо отказ от закалки, если это невозможно на крупногабаритных двигателях)

7.

Материал
• В качестве материала применяют обычно легированную (40Х, 45Г2, 40ХН, 12ХН3А,
18ХНВА, 18Х2Н4А,...) или углеродистую сталь достаточной прокаливаемости: чем
больше толщина сечения, тем более легированную сталь приходится применять. Для
малоразмерных автомобильных двигателей обычным является применение
селектированной по углероду закалённой стали; в тихоходных механизмах шатуны
имеют большие сечения, и для увеличения 90 % прокаливаемости возрастающее
количество легирующих элементов недопустимо увеличивает их стоимость. Поэтому
шатуны судовых ДВС изготавливают из нормализованной углеродистой стали типа
Ст5 (Сталь 30, 35, 40). В автомобилях ВАЗ применяют сталь 40 селект. Хромоникелевые
типа 12ХН3А применяют при необходимости цементации (получения высокой
твёрдости) внутреннего диаметра головок, работающих с роликовыми подшипниками.
Алюминиевые шатуны встречаются в пусковых двигателях, что позволяет обходиться
им без вставных вкладышей, штампованные титановые шатуны применяют на
быстроходных гоночных моторах.

8.

Микроструктура стали 40Х

9.

Термическая
обработка
Закалка проводится при
температуре 850°С т.е. на 35°С
выше критической AС3,
охлаждение в масло, что
значительно уменьшает
степень дефо
Низкий отпуск проводим при
температуре 150-200°С с
последующим охлаждением на
воздухе. Отпуск ослабляет
остаточные напряжения и
уменьшает хрупкость
деталей.рмации.

10.

Шатун после
эксплуатации
На самом деле поломки могут
быть разными. Может
износиться рабочая поверхность
нижней или верхней головки,
согнуться или повредиться
стержень. Также не исключены
разрушения резьбовых и
крепежных элементов.
Элементарно на шатуне могут
появиться трещины. Как
начинает стучать шатун, так
это с большой вероятностью
свидетельствует о
повреждениях вкладыша.

11.

Вывод
В данной теме мы узнали что из себя представляет шатун в каких условиях он
работает, какими свойствами он должен обладать. Изучили его
микроструктуры, разработали технологию термической обработки и
научились определять причины износа во время эксплуатации.