Сборка узлов и агрегатов осуществляется по разработанному технологическому процессу. Рассмотрим в качестве примера технологический процесс сборки водяного насоса двигателя СМД-14 (рис. 24).

Рис. 24. Водяной насос двигателя СМД-14

Сборка водяного насоса состоит из следующих операций и переходов:
I. Установить опорную втулку: поставить корпус на стол пресса; запрессовать в корпус опорную втулку; снять корпус со стола пресса.
II. Установить каркасный сальник: поставить корпус на стол пресса; запрессовать в корпус каркасный сальник(отворот манжеты сальника должен быть направлен внутрь корпуса); снять корпус со стола пресса.
III. Установить шариковые подшипники: поставить валик в пустотелую оправку на стол пресса; напрессовать шариковые подшипники на валик до упора; снять валик с запрессованными подшипниками со стола пресса.
IV. Установить валик с подшипниками и ступицу шкива: установить корпус в приспособление; запрессовать в корпус валик с подшипником до упора; установить в канавку корпуса стопорное кольцо; запрессовать в корпус каркасный сальник 6 (отворот манжеты должен быть направлен внутрь корпуса); подогнать и вставить сегментную шпонку в паз валика; напрессовать ступицу шкива вентилятора на валик; поставить шайбу, закрепить гайкой ступицу и застопорить ее; установить на ступицу шкив, вентилятор и закрепить их болтами; снять корпус с приспособления.
V. Установить крыльчатку насоса: закрепить корпус насоса в приспособление; установить в крыльчатку манжет сальника с кольцом, обоймой и пружиной, а в крыльчатку — уплотнительную шайбу и стопорное кольцо; надеть крыльчатку на валик; поставить шайбу и закрепить крыльчатку гайкой.
VI. Установить крышку насоса: установить корпус в приспособление, на посадочную поверхность корпуса — прокладку; установить крышку на корпус; поставить шайбу и закрепить болтами крышку; снять корпус с приспособления.
VII. Контроль водяного насоса: проверить осевое перемещение валика в корпусе, качание ступицы и крыльчатки на валике, заедание валика при вращении его в корпусе.

Технологические процессы сборки типовых сопряжений. В процессе сборки выполняют ограниченное количество определенных повторяющихся видов работ (сборка типовых сопряжений). К типовым сопряжениям относятся резьбовые соединения, цилиндрические и конические зубчатые соединения, шпоночные и шлицевые со-единения, узлы с подшипниками качения, цепные и ременные передачи и ряд других соединений.

Резьбовые соединения. При сборочных работах резьбовые соединения деталей составляют 70—80% от общего числа соединений.

Все детали резьбовых соединений должны поступать на сборку готовыми из механического или слесарного отделения и отвечать техническим условиям. При сборке резьбового соединения шпильки должны ввертываться в резьбовые отверстия без качки и иметь плотную посадку.

В процессе сборки болты и гайки следует подтягивать равномерно, чтобы избежать перекоса и односторонней подтяжки сопрягаемых деталей. На рис. 25, а цифрами показана последовательность затяжки гаек крепления головок блока цилиндров дизеля СМД-14, а на рис. 25, б дана схема затяжки гаек коренных подшипников дизеля Д-108.

Для равномерного затягивания гаек и болтов применяют динамометрические ключи. Для ответственных резьбовых соединений величина необходимого момента затяжки указывается в технических условиях на сборку.

Зубчатые соединения. Нормальная работа колес зависит главным образом от правильности сборки зубчатой передачи. Для этого необходимо выполнять технические условия на сборку, обеспечивающие зацепление зубьев по начальным окружностям обоих зубчатых колес и плавность работы передачи без толчков и рывков.

Важно точно установить боковой зазор между зубьями. Боковой зазор в зацеплении является необходимым для компенсации возможных ошибок в размерах зубьев, неточности расстояния между осями шестерни и зубчатого колеса, размеров и формы зубьев, изменяющихся при нагреве в процессе работы передачи.

Рис. 25. Схема затяжки гаек

Малые зазоры в зацеплении вызывают гудение зубчатых передач, а большие—чрезмерные их стуки. Как правило, величина радиального зазора для зубчатых колес дорожных машин принимается равной 0,1 высоты зуба или 0,2—0,25 модуля зубчатого колеса. Боковой зазор для зубчатых колес, изготовленных по III и IV классам точности, берется в пределах 0,06—0,10 модуля, а для зубчатых колес с литым зубом — 0,15—0,20 модуля.

Цилиндрические зубчатые соединения. Посадка зубчатых колес на валы производится вручную при помощи оправки и молотка, или на прессе также с применением оправки. Посадка зубчатых колес на валы выполняется с незначительным натягом, а при посадке на валы со шпонками может быть и зазор. При установке зубчатых колес часто встречаются дефекты (рис. 26): качание зубчатого колеса на валу; радиальное и торцовое биение колеса, вызванные смещением или перекосом осей колеса и вала; неплотное прилегание ступицы колеса к упорному буртику вала. Смонтированное на валу зубчатое колесо проверяют на радиальное и торцовое биение индикатором (рис. 27).

Параллельность и расстояние между осями валов в картерах и корпусах проверяют контрольными пальцами, штихмусами и микрометрами.

На рис. 28 дана схема определения штихмусом межцентрового расстояния:

Рис. 26. Дефекты при установке зубчатых колес на валу:
а — качание колеса на валу; б — радиальное биение; в — торцовое биение; г — неприлегание ступицы к буртику вала

При определении расстояния микрометром

Боковые зазоры между зубьями проверяют плоскими щупами на индикаторными приспособлениями (рис. 29). При сборке крупны колес большого модуля зазор проверяют, прокатывая между зубьями свинцовые пластины, устанавливаемые по длине зуба.

Рис. 27. Схема проверки зубчатого колеса на радиальное и торцовое биение:
1 — вал; 2 — плита; 3 — призма; 4 — зубчатое колесо; 5 — контрольный . палец; 6 — индикатор; 7 — индикаторная стойка

Размер пластинок берут равным 1,4—1,5 бокового зазора между зубьями. Толщину сплющенных частей пластин с обеих сторон зуба замеряют микрометром. В сумме это дает величину бокового зазора.

Рис. 28. Схема определения межцентрового расстояния

Зацепление зубчатых колес проверяют также на краску. В зависимости от степени точности изготовления зубьев размеры пятна контакта зубьев должны быть не менее 20— 65% по высоте зуба и 25—95% по длине зуба.

Рис. 29. Схема измерения бокового зазора между зубьями колес:
а — индикаторным приспособлением; б — щупом;
1— хомутик; 2 —индикатор; 3 —индикаторная стойка

Конические зубчатые соединения. Для правильной работы конической передачи необходимо при сборке выполнять такие условия: зубчатые колеса должны иметь правильный профиль и точную толщину зуба; оси отверстий или шеек зубчатых колес должны проходить через центр начальной окружности без перекоса; опорные детали передач (подшипники, стаканы и пр.) не должны иметь ни смещения, ни перекоса; оси гнезд в корпусе должны лежать в одной плоскости, пересекаться в определенной точке под требуемым углом.

Перпендикулярность осей гнезд в картере или корпусе проверяют при помощи установочного диска и установочного пальца (рис 30). Если в точках а и б зазора не будет, то угол между осями выдержан правильно. Зазор в точках а и б допускается в зависимости от условий работы зубчатых колес в пределах 0,1—0,3 мм. Правильность зацепления зубчатых колес также проверяется на краску. Как показала практика, целесообразно, чтобы отпечаток краски располагался ближе к тонким концам зубьев. Боковые зазоры между зубьями конических колес проверяют щупами или индикаторами так же, как в цилиндрических зубчатых колесах.

Сопряжения с подшипниками качения. В конструкциях дорожных машин применяются шариковые и роликовые подшипники качения. При установке подшипников должны соблюдаться следующие правила: если вращается вал, внутреннее кольцо подшипника должно иметь неподвижную посадку, а наружное кольцо, устанавливаемое в корпусе — подвижную посадку; если вращается корпус, наружное кольцо подшипника должно иметь неподвижную посадку, а внутреннее, устанавливаемое на валу, — подвижную посадку.

Подшипники напрессовываются на вал в нагретом или холодном состоянии при помощи оправки и молотка или при помощи прессов.

При установке подшипников вручную в зависимости от величины натяга их нагревают в водомасляной ванне в течение 15—20 мин до температуры 90—100 °С. Нагретый подшипник устанавливают на вал и легким ударом молотка по оправке доводят до места посадки. При напрессовке подшипника на вал усилие прикладывается к его внутреннему кольцу, а при запрессовке в гнездо — к наружному. При запрессовке и напрессовке подшипников следует пользоваться также винтовыми или гидравлическими приспособлениями или наставками (монтажными стаканами). Не допускается напрессовка и запрессовка подшипников ударами молотка по подшипнику, напрессовка и запрессовка подшипников с перекосом.

После напрессовки и запрессовки подшипник должен легко вращаться. Величина радиального и осевого люфтов подшипников устанавливается техническими условиями на сборку. Радиальный люфт колеблется от 0,01 до 0,05 мм, а осевой — от 0,1 до 1,0 мм в зависимости от серии подшипника.

В дорожных машинах широко применяются конические подшипники, которые могут воспринимать одновременно значительные радиальные и осевые усилия. Роликовые конические подшипники можно устанавливать с неподвижной посадкой обоих колец. Радиальный и осевой зазоры в конических роликовых подшипниках регулируются перемещением внутреннего или наружного кольца подшипника при помощи регулировочных гаек или прокладок. Если неправильно отрегулирован зазор, получается усиленный износ роликов: при малом зазоре — со стороны большого диаметра и при большом зазоре — со стороны малого диаметра.

При регулировке зазора в подшипнике перемещением внутреннего кольца наружное запрессовывается в отверстие корпуса, а при регулировке зазора перемещением наружного кольца внутреннее запрессовывается на вал. Запрессовка колец подшипников выполняется на прессе или вручную с применением оправок.

Цепные и ременные передачи. К сборке цепных и ременных передач предъявляются особые требования. Звездочки и шкивы цепных и ременных передач устанавливают на валы при помощи шпонок и проверяют на радиальное и торцовое биение, при повышенном биении появляются дополнительные усилия за счет неравномерного натяжения и вибрации цепи и ремня.

Звездочки и шкивы проверяют на биение в центрах приспособления и на призмах при помощи индикатора или рейсмуса. Допустимые величины радиальных и торцовых биений звездочек и шкивов указываются в технических условиях на сборку цепных передач. Оси валов звездочек и шкивов в передачах должны быть параллельны между собой. Параллельность осей проверяют прикладыванием стальной линейки к торцам звездочек или шкивов и замером зазора щупом (рис. 31, а), а при больших межосевых расстояниях параллельность осей валов проверяют по шнуру. Допустимая величина перекоса зависит от диаметра звездочек и шкивов и устанавливается для каждого механизма в отдельности.

Рис. 31. Схема проверки перекоса и смещения звездочки:
1— звездочка; 2 — линейка; 3—место замера щупом

Рис. 30. Схема проверки перпендикулярности осей гнезд при сборке конических зубчатых колес

При параллельных валах звездочки и шкивы могут быть установлены не в одной плоскости, т. е. будет осевое смещение одной звездочки или шкива на величину d (рис. 31, б), что приводит к перекосу цепи или ремня. Допустимые величины смещения звездочек и шкивов зависят от межосевого расстояния и типа передачи и могут быть в пределах от 1 до 4 мм.

При сборке ременных и цепных передач должно быть обеспечено провисание ветвей ремня и цепи, которое регулируется натяжением. При малом натяжении снижается тяговая способность передачи, при большом—увеличивается давление в подшипниках. Проверка провисания ветви цепи делается при помощи стальной линейки или натянутого шнура. Стрела провисания допускается до 3% от величины межцентрового расстояния.

Балансировка деталей, узлов и агрегатов. На дорожных машинах установлены детали и узлы значительной массы, вращающиеся с большой скоростью. Если детали и узлы неуравновешены, то при их вращении возникают дополнительные нагрузки, действующие как на эти детали, так и на их опоры.

Неточность отремонтированной или изготовленной детали, остаточные деформации после термической обработки, неоднородность строения материала деталей и неточная сборка приводят к неуравновешенности собранного узла или агрегата.

Неуравновешенность деталей, узлов и агрегатов устраняется балансировкой (уравновешиванием) их. К деталям, требующим балансировки, относятся: коленчатые валы, лопасти вентилятора, маховики и др. Балансировка таких деталей является одним из условий повышения надежности и долговечности машин.

Рис. 32. Схема статического уравновешивания детали

Рис. 33. Статическая балансировка на призмах:
1 — балансируемая деталь: 2 — оправка; 3 — призма

Рис. 34. Схема динамического уравновешивания детали

Применяется два вида балансировки — статическая и динамическая. При статической балансировке центр тяжести находится на оси вращения детали. При динамической балансировке центр тяжести детали также должен находиться на оси вращения и при этом должны отсутствовать какие-либо моменты центробежных сил, действующих в плоскости, проходящей через ось вращения.

Статическая балансировка. Статической балансировке подвергаются в основном плоские детали, например, маховики, диски сцепления, колеса и т. д. В качестве примера рас смотрим балансировку (рис. 32, а) детали, установленной на валу, опирающемся на горизонтальные направляющие 3. Под действием неуравновешенной массы т эта деталь самопроизвольно повернется и займет положение, при котором неуравновешенная масса будет в крайнем нижнем положении (рис. 32, б).

Чтобы уравновесить деталь, к ней нужно прикрепить уравновешивающий груз 4 (рис. 32, в), расположив его с диаметрально противоположной стороны по отношению к неуравновешенной массе. При этом моменты сил тяжести неуравновешенной массы QH и уравновешивающего груза Qy относительно оси вращения детали должны быть равны Qr = QR, где г и R — соответственно расстояния центров тяжести неуравновешенной ^уравновешивающей масс от оси вщщения.

Статическая балансировка выполняется на призмах или дисковых роликах (рис. 33). Статическая балансировка деталей и узлов заключается в определении величины дисбаланса, который измеряется в граммо-сантиметрах, и его устранении путем удаления в необходимых местах сверлением,растачиванием или, наоборот, добавлением части металла наплавкой, привертыванием и пр.

В результате вал и его опоры будут испытывать дополнительную нагрузку.

Момент этой пары сил может быть уравновешен другой парой сил, приложенной к валу, действующей в той же плоскости и создающей равный противодействующий момент.

Детали подвергают динамической балансировке на станках (рис. 35). Коленчатый вал с сборе с маховиком и сцеплением (сцепление на рисунке не показано), подлежащий балансировке, устанавливают на подвижные опоры. Эти опоры связаны катушками, находящимися в магнитных полях постоянных магнитов. Балансируемый вал приводят во вращение от электродвигателя через вал.

В случае динамической неуравновешенности вала опоры будут колебаться, а вместе с ними будут колебаться катушки в магнитных полях постоянных магнитов. В обмотках появится ЭДС, величина которой будет пропорциональна амплитуде колебаний катушек. Напряжение электрического тока в цепи катушек усиливается трансформатором и замеряется прибором, шкала которого проградуирована в единицах дисбаланса. Одновременно с вращением балансируемых деталей вращается ротор. Статор генератора может поворачиваться и вследствие особого расположения в нем катушек изменять при этом показания прибора. Если повернуть статор на некоторый угол, то показания прибора будут равны нулю. При этом стрелка перемещается по шкале зубчатого колеса, определяя положение плоскости, в которой размещены неуравновешенные массы балансируемых деталей. Плоскость расположения неуравновешенной массы на 90° опережает наибольшую амплитуду колебаний балансируемых деталей, поэтому и чиcловые значения неуравновешенной массы определяют по показанию прибора при повороте статора генератора на 90°. Балансировочный станок имеет две параллельные электрические схемы, что позволяет при помощи переключателя при включении каждой схемы в отдельности определить неуравновешенность в двух плоскостях коррекции I—I и II—II.

Для устранения дисбаланса в определенных местах деталей (указаны в технических условиях) снимают лишний металл (высверливают). Уравновешивание коленчатого вала с маховиком производят в плоскости маховика путем постановки балансировочных пластин или сверления в торце маховика. Допустимый дисбаланс для коленчатых валов приводят в технических условиях для каждой марки двигателя. Колеблется он от 100 до 250 гсм. До последнего времени для обеспечения нормальной работы двигателя считалось достаточным производить динамическую балансировку коленчатого вала отдельно и в сборе. Однако накопленная ошибка в массах отдельных деталей приводит к значительному и часто недопустимому суммарному дисбалансу двигателя. В связи с этим возникает необходимость балансировки двигателя в сборе.

Рис. 35. Принципиальная схема станка для динамической балансировки деталей

Рис. 36. Схема установки для балансирования двигателя в сборе

Коленчатый вал балансируемого двигателя приводят во вращение от электродвигателя (динамометра) через карданный вал и специальную ступицу. Отработавшие газы удаляют в заборник, который не связан жестко с заборными трубами. Двигатель прикрепляют к кронштейнам сварной рамы, которая подвешена на четырех стальных лентах к стойкам. Для регистрации механических колебаний используют индукционные датчики, показания которых регистрируют осциллографом. Датчики устанавливают в передней и задней частях двигателя на стальных лентах стоек. Балансировку осуществляют установкой и снятием грузов на маховике и на ступице шкива коленчатого вала.

Обкатка и испытание двигателей. После сборки ответственные агрегаты дорожных машин подвергаются обкатке и испытаниям. Обкатку агрегатов проводят для того, чтобы все сопряженные детали притерлись друг к другу и их износ при эксплуатации нарастал бы менее интенсивно, а испытание проводят для проверки качества работы. Агрегаты обкатывают и испытывают по определенным режимам, указанным в технических условиях.

Рассмотрим в виде примера обкатку и испытание двигателей внутреннего сгорания. Эту работу выполняют в следующей последовательности: подготовка двигателя к испытаниям; холодная обкатка; горячая обкатка; испытание и контрольный осмотр.

Подготовка двигателя к испытаниям. Собранный двигатель, направленный на испытание, должен быть полностью укомплектован. Его устанавливают на испытательный стенд, подсоединяют к системе трубопроводов подачи смазки, топлива, воды и удаления отработавших газов.

Холодная обкатка двигателя производится для предварительной приработки деталей и проверки работы манометра и всей масляной системы, а также состояния узлов и ответственных деталей. Испытуемый двигатель полностью заправляют чистым маслом и прорабатывают без форсунок с обильной смазкой цилиндров, подшипников и других деталей; топливную систему отключают.

Частоту вращения вала двигателя при холодной обкатке повышают постепенно, начиная с числа оборотов, составляющего 7з—XU нормальных оборотов двигателя.

Режим холодной обкатки двигателя Д-108 при 400 об/мин составит 15 мин, при 500 об/мин—30, при 750 об/мин — 35, при 900 об/мин — 40 мин.
Момент окончания обкатки определяется по относительной легкости проворачивания коленчатого вала. Для холодной обкатки дизеля требуется мощность 20—40 л. с. при 900 об/мин. По мере приработки деталей требуемая мощность падает до 10—15 л. с.

Горячая обкатка двигателя. Во время испытаний без нагрузки производят регулировку клапанов, топливной системы, наружный осмотр для обнаружения дефектов двигателя при его работе. Частоту вращения коленчатого вала двигателя при испытании постепенно увеличивают.

Режим горячей обкатки дизеля Д-108 на холостом ходу: 500, 650, 900, 1050 об/мин по 5 мин для каждого числа оборотов.

Дизель на холостом ходу должен иметь минимально устойчивые обороты не выше 500 об/мин. Горячая приработка дизелей под нагрузкой состоит в постепенной нагрузке его различными тормозными устройствами.

Режим обкатки дизеля Д-108 под нагрузкой 25, 45 и 60 л. с. при 1050 об/мин—в течении 10 мин; под нагрузкой 80 и 100 л. с. при 1000 об/мин — в течение 5 мин.

При этом испытании производится окончательная регулировка топливной системы, регуляторов и т. д. Температура масла в картере двигателя, проходящего горячую обкатку под погрузкой, не должна превышать 80 °С. Температура охлаждающей воды в отводящих трубопроводах должна находиться в пределах 75—85 °С.

Испытание двигателя проводят для выявления качества ремонта, правильности регулировок механизмов и, кроме того, определения мощности, часового и удельного расхода топлива.

Мощность испытуемого двигателя определяют по формуле, приведенной при описании тормозных стендов.

Часовой и удельный расход топлива определяют по специальным формулам.

Контрольный осмотр двигателя. После обкатки и испытаний проводится контрольный осмотр двигателя: его устанавливают на стенд и снимают картер, масляный насос с приводом, крышки с вкладышами шатунных и коренных подшипников.

При осмотре особое внимание обращают на состояние рабочих поверхностей цилиндров, шатунных и коренных шеек и их подшипников. После проверки обнаруженные в процессе обкатки, испытаний и контрольного осмотра неисправности устраняют, собирают и проверяют при работе без нагрузки в течение 10 мин.

Если при контрольном осмотре были заменены основные детали кривошипношатунного механизма, то такой двигатель подвергают повторной обкатке, испытанию и после этого контрольному осмотру.

Рис. 37. Стенд для приработки и испытания двигателей с электрическим тормозом:
1 — бак с охлаждающей жидкостью; 2 —испытываемый двигатель; 3 — плита-основание; 4 — предохранительная решетка; 5 — стойка; 6 — ограждение карданной передачи; 7 — асинхронный электродвигатель; 8 — жидкостный реостат

Обкатку и испытание двигателей проводят на испытательных станциях. Подача к двигателям смазки, топлива, воды осуществляется централизованно.
Тормозные стенды. Для обкатки двигателей применяют механические, гидравлические и электрические тормозные установки.

Наиболее совершенными являются электротормозные установки, выпускаемые промышленностью. На рис. 37 показан испытательный электротормозной стенд с асинхронным электродвигателем. Холодную обкатку двигателя осуществляют от асинхронного электродвигателя, потребляющего электроэнергию от сети. При горячей обкатке нагрузка создается от асинхронного электродвигателя, работающего в это время в режиме синхронного генератора. Нагрузку изменяют при помощи жидкостного реостата, включенного в цепь электродвигателя стенда. Сопротивление реостата изменяется в зависимости от величины погружения электродов в электролит.

Обкатка и испытание коробок передач производится с целью приработки деталей и проверки качества ремонта. При обкатке коробок передач их заполняют маловязким маслом или дизельным топливом до нормального уровня. Обкатку коробок передач ведут под нагрузкой на всех передачах, при этом проверяют правильность сборки, шум зубчатых передач, нагрев подшипников, надежность уплотнений, правильность выполненных регулировок, легкость переключения передач и не включаются ли они самопроизвольно. Обкатку и испытания ведут на стендах. По принципу нагружения они разделяются на разомкнутые и замкнутые. При разомкнутой схеме нагрузка на коробку передач создается механическими, электрическими и гидравлическими тормозами. При замкнутой схеме обкатываемые коробки находятся в замкнутом силовом потоке. Нагрузку при этом создают закручиванием тормозных валов и другими нагружателями.

Рис. 38. Схема стенда для приработки и испытания коробок передач:
1 — испытываемая коробка; 2 — вал; 3 — стендовая коробка передач; 4 — передний редуктор; 5 — торсионный вал; 6— диски со шкалой; 7 —рукоятка; 8 — закручивающий механизм; 9 — задний редуктор