ARBORELE COTIT
Rolul :
Arborele cotit transforma miscarea pendulara a bielei in miscarea de rotatie pe
care o cedeaza apoi transmisie si rotilor motoare ale autovehiculelor. El antreneaza totodata in miscare si alte sisteme auxiliare ale
motorului.
Materiale folosite.
Materialul pentru arborele cotit depinde de procedeul de
fabricatie si de dimensiunile arborelui.
Arborele cotit se confectioneaza prin doua procedee: prin forjare si prin
tur 232o1418c nare. Forjarea se efectueaza liber sau in matrita, cand lungimea arborelui
cotit nu depaseste aproximativ 2 m. Forjarea in matrita prezinta avantajul ca
fibrele, urmand conturul presei, nu comporta intreruperi. Arborii cotiti
forjati se confectioneaza din otel ; cei turnati se
confectioneaza din fonta sau otel. Intrucat conditia de rigiditate a arborelui
cotit impune dimensionarea larga a cotului, solicitarea lui coboara sub un
asemenea nivel incat este posibila utilizarea otelurilor nealiate si anume
otelul de calitate cu continut mediu de carbon ( OLC
45x, OLC 60x,STAS 880-66) cu rezistenta la rupere 70.80 daN/mm2. La MAC-ul mai
solicitat, se utilizeaza oteluri aliate cu Cr, Ni, Mo, V (STAS 791-66), care au
o rezistenta la rupere superioara, 85.125 daN/cm2, dar un
cost ridicat. O varietate de otel pentru arborele cotit este otelul aliat
NiCrMo (C = 0,22.0,25%, Ni = 3,75%.4,0%, Cr = 1,1.1,3%, Mo = 0,45.0,55%, Si =
0,25.35%, Mn = 0,30.0,45, S+P <0,025).
Arborele cotit este confectionat din aceste materiale, pentru a rezista la
solicitarile de incovoiere, rasucire, uzura, socuri si vibratii, arborele cotit
se va confectiona din semifabricate obtinute din fonta aliata sau din fonta
modificata, prin operatia de turnare, urmata de prelucrari mecanice. (In figura
1.6) este redata modificata, arbore cotit obtinut prin turnare si revazut cu
goluri interioare -;asa dupa cum se vede in sectiune
-;pentru a fi mai usor. Arborii cotiti cu gabarit mai mic se
pot confectiona din semifabricate din otel carbon de calitate, matritat la
cald, dupa cum se vede in figura 1.7.
Arborele motor a primit denumirea de ,, arbore cotit''
datorita configuratiei axei sale de simetrie, care serpuieste, coteste
alternativ de la un fus palier la un fus maneton si inapoi la fusul palier.
Sarcini :
Este cea mai solicitata piesa prin care trece intreaga putere a motorului si
asupra careia actioneaza forte variabile ca marime, directie si sens.
Arborele cotit este prevazut cu un numar ,, n ''de fusuri manetoane coaxiale,
egal cu numarul cilindrilor motorului, si cu un numar de ,,n+1'' fusuri
paliere, prin intermediul carora arborele se sprijina pe lagarele paliere,
coaxiale. Legatura dintre fusuri paliere si fusuri manetoane este
facuta de bratele manetoane, in prelungirea carora se gasesc contragreutatile
care folosesc la echilibrare si asigura rotirea lina, fara socuri, a arborelui
cotit.
Partea arborelui cotit prin care se transmite miscarea la utilizator (la ambreiaj ) se numeste partea posterioara, si este prevazut
cu o flansa pe care se va presa si se va asigura cu suruburi volanta si coroana
dintata (figura 1.7) care serveste la pornirea automata a motorului.
La celalalt capat, numit partea frontala, sunt prevazute suprafete cilindrice
conice sau in trepte, prevazute cu pene, pe care se vor monta pinionul de
distributie, amortizorul oscilatiilor de torsiune si fulia pentru antrenarea
ventilatorului, generatorului de curent, pompei de apa si a altor anexe. In
capatul frontal este practicata o gaura filetata in
care se insurubeaza clichetul numit si rac, pentru pornirea manuala a motorului
(fig.1. 7, pozitia 9), la manivela.
In timpul functionarii arborelui, iau nastere oscilatii de torsiune care, la
anumite turatii ale motorului pot sa produca fenomenul de rezonanta, periculos
prin efectele sale distrugerea .
Pentru a preintampina acest fenomen, in partea frontala a
arborelui se monteaza amortizorul oscilatiilor de torsiune care, prin frecarea
interioara a masei de cauciuc, absoarbe o parte din energia vibratiilor.
Pentru a intelege mai bine locul de montaj al amortizorului, sa
observam si fulia pentru curea.
Socurile si vibratiile torsionale, transmise de la arborele cotit, se vor
inmagazina in masa de cauciuc care face corp comun cu discul masiv, disc care
are tendinta sa se roteasca uniform.
Legatura masei de cauciuc si a discului cu arborele cotit se face prin flansa
profilata care se strange cu suruburi pe butucul fuliei.
Fac precizarea ca nu toate motoarele sunt prevazute cu
amortizoare de oscilatii.
Volanta, montata pe capatul posterior al arborelui cotit, are forma unui disc
masiv din fonta cenusie care inmagazineaza energia dezvoltata de motor in faza
de ardere si destinderea si o cedeaza arborelui cotit, pe care il invarte in
fazele de admisie, compresie si evacuare.
Volanta reduce rotirea neuniforma a arborelui, atenueaza socurile care apar la
trecerea pistonului prin punctele moarte si usureaza pornirea motorului si
plecare automobilului de pe loc.
Pe volanta se monteaza prin presarea coroana dintata, confectionarea din otel
carbon, care va fi antrenata de pinionul bendixului la pornirea automata (la
cheie ) a motorului.
Pe volanta se imprima si reperele ajutatoare pentru punerea la punct a aprinderii si distributiei.
Corpul arborelui cotit este prevazut in interior cu
canale capilare prin care circula ulei sub presiune intre fusurile paliere si
fusurile manetoane. De asemenea, la capete este
prevazut cu gauri de centrare, prevazut cu conuri de protectie, pentru a putea
fi montat intre varfuri pentru rectificarea si verificari.
Pentru ca arborele cotit sa se invarta cat mai
uniform, lin, deci pentru ca motorul sa functioneze cat mai silentios, se
efectueaza echilibrarea arborelui cotit.
2.Repararea arborelui cotit.
2.1Defecte. Defecte in exploatare
Uzurile si defectiunile care pot aparea in timpul exploatarii motorului, sunt:
- ovalizare fusurilor ;
- incovoierea arborelui cotit ;
- torsionarea arborelui cotit ;
- fisurarea ;
- exfolierea stratului dur exterior al fusurilor ;
- ruperea arborelui cotit ;
- infundarea canalizatiilor de ungere.
Uzura fusurilor paliere este, de obicei, mai redusa
decat la fusurile manetoane. Daca fusul palier central este
rizat, inseamna ca grupul volant-ambreiaj este dezechilibrat.
Lustruirea fusurilor (ultima operatie in procesul reconditionarii
) se poate face pasta de rodat fina.
Incovoierea sau torsionarea arborelui cotit se poate produce in urma unei
solicitari mari cu caracter de soc. Aceste deformatii
cauzeaza uzuri rapide la paliere. Fisurarea arborelui cotit
poate aparea in urma unor defectiuni de fabricati sau datorita oboselii
materialului. Determinarea fisurilor se face corect prin defectoscopie
magnetica numai in intreprinderile constructore.
Exfolierea se poate produce datorita materialului semifabricatului, a
tratamentelor termice incorecte sau datorita metalizarii incorecte a fusurilor,
la reconditionare.
2.2Verificare arborelui cotit.
Scule folosite. Verificarea arborelui cotit este o operatie pe care fiecare mecanic auto trebuie sa o
efectueze la repararea sau segmentarea motorului. Astfel, se
verifica aspectul fusurilor paliere si al fusurilor manetoane si se observa
eventualele uzuri. Se verifica starea canalizatiilor de ungere si se
curata si se desfunda, daca este cazul. Se verifica starea conurilor de proiectie al gaurilor de centrare
intre varfuri, pentru a fi siguri ca arborele poate fi prins pe masina in
vederea rectificarii.
Cu ajutorul micrometrului, se masoara diametrele fusurilor paliere si ale
fusurilor manetoane si se compara cotele reale cu dimensiunile nominale
prevazute in desen sau in cartea tehnica a motorului (fig.2.8 .
Se poate indica astfel treapta de reparatie la care poate fi rectificat
arborele cotit.
La primirea arborelui cotit de la rectificare, in mod obligatoriu vom verifica
fusurilor paliere si manetoane .
Foarte multi mecanici auto nu fac aceasta verificare si sunt nevoiti apoi sa sabaruiasca din semicuzineti sau foite de staniol, aceea
ce afecteaza total calitatea lucrarii.
Cu ajutorul dispozitivului de prindere intre varfuri si cu ajutorul suportului
cu ceas comparator din (figura2. 9), se poate masura coaxialitatea fusurilor
paliere, respectiv bataia radiala a acestor fusuri.
Pentru aceasta, se curata " gaurile de centrare " care
se gasesc in capetele arborelui cotit si se prinde arborele intre varfuri,
astfel incat sa se invarte usor si fara joc. Se masoara pe directia verticala,
ca in (figura2. 9), diametrele fusurilor paliere incepand cu fusul palier nr.1,
adica primul de langa flansa volanta, si se inscriu valorile pe un caiet. Reglam apoi ceasul comparator pe verticala astfel
incat palpatorul acestuia sa atinga fusul palier nr.1
si plimbam palpatorul peste fusul palier pe o directie perpendiculara pe axa
fusului, dupa care notam valoare indirecta de indicatorul ceasului comparator.
Repetam operatia pentru toate fusurile paliere si, tinand seama de valorile
efective ale diametrelor fusurilor paliere, vom determina daca aceasta se
gasesc pe aceeasi axa sau daca axa palierelor este
incovoiata.
Daca vom roti usor arborele cotit in timp ce
palpatorul aluneca pe suprafata fusurilor paliere, vom determina atat
ovalitatea fusurilor cat si abaterea lor radiala.
Pentru a determina gradul de torsionare al fusurilor
manetoane, vom roti arborele cotit intre. varfuri
astfel incat fusurile manetoane sa formeze un plan orizontal, paralel cu
platoul, ca in (figura2. 10), dupa care verificam cu micrometrul diametrele
fusurilor manetoane si inscriem valorile intr-un caiet. Reglam ceasul pe
verticala, astfel incat palpatorul sa sesizeze
suprafata fusurilor manetoane. Daca deplasam palpatorul in sensul "a" si "b"
peste fusurile 1 si 4, respectiv peste fusurile manetoane 2 si 4 vom determina
daca ele sunt coaxiale si coplanare. Daca unul din fusurile manetoane (de ex.
Fm3) este mai sus decat celalalt (Fm2 ) inseamna ca el
este torsionat in raport cu arborele, cu t mm (fig.2. 10).
2.3 Tehnologia de reparare a arborelui cotit.
Scule si dispozitive folosite. Procesul tehnologic
de reconditionare a arborelui cotit, cuprinde urmatoarele reparatii:
- reconditionarea fusurilor paliere ;
- reconditionarea fusurilor manetoane ;
- reconditionarea canalului de pana ;
- reconditionarea fisurilor ;
- indreptarea la rece ;
- echilibrare ;
- verificarea si control.
Fusurile arborelui cotit se pot reconditiona prin micsorarea
sau majorarea diametrului lor. Micsorarea diametrului fusului se face
prin rectificarea pe masini de rectificat a stratului superficial dur realizat
in fabricatie, daca grosimea acestuia o permite la asa-numite trepte de
reparare.
Reconditionarea fusurilor prin majorarea diametrelor sau
majorarea diametrului lor.
- cromare , urmata de rectificarea si lustruire;
- prin metalizare cu aliaje dure, urmata de rectificare si lustruire.
- incarcare prin vibrocontact cu electrozi calibili,
urmata de rectificarea si lustruire.
Asamblarea mecanismului biela-manivela se efectueaza in
ordinea inversa demontarii.
Se asambleaza subansamblele, continuand cu asamblarea finala
pe bloc-carter.
3 Norme de protectiea a munci ,
-Muncitorul sa fie echipat corespunzator.
-Scule folosite la montarea si demontarea,
-Sa nu fie decalibrate (uzate ,
-Sa fie confectionate STAS.
-Interventia la mecanismul sistemului biela-manivela,se
face in ateriele specializate de personal calificat.
-La terminarea lucrarii se dispoziteaza sculele la locuri speciale.
-petele de ulei rezultant in timpul lucrului se indeparteaza
cu nisip sau rumegusi.
|
