Усиление коренных опор двигателя «СМ-557Л»

Слабые коренные опоры коленчатого вала «СМ-557Л» не позволяют существенно форсировать двигатель (см. Б. С. Киселев «О форсировании мотора «СМ-557Л», №21, 1969 г.). Даже у нефорсированного двигателя после 90—100 часов работы наблюдается значительный износ среднего подшипника и наружного кольца переднего шарикового подшипника в картере.

У трех обследованных нами двигателей (№ 6601, 6545 и 2967) после 80—90 часов работы свободно проворачивались в гнездах наружные кольца передних подшипников № 306. Радиальный зазор в среднем подшипнике у всех двигателей составлял 0,3—0,4 мм.

Перед форсировкой двигателя мы решили установить стальные корпуса переднего и заднего коренных подшипников. Передний шариковый подшипник № 306 был заменен роликовым цилиндрическим № 2206, коэффициент работоспособности которого не намного ниже. При этом удалось, не снижая прочности передней опоры, применить посадку наружной обоймы роликоподшипника в корпусе с натягом и значительно облегчить сборку вала с картером.

Средний подшипник скольжения заменен двумя подшипниками качения оригинальной конструкции, установленными в расточенном корпусе средней опоры коленчатого вала. В каждый подшипник вставлено по 26 роликов 4Х12 от подвесного мотора «Москва». Средняя коренная шейка коленчатого вала перешлифована на диаметр 29,3 мм. Кольца 6, ограничивающие перемещение роликов в продольном направлении, образуют лабиринтовое уплотнение между цилиндрами.

Система смазки среднего подшипника оставлена без изменений.

Работу по замене подшипников коленчатого вала рекомендую выполнять в следующем порядке.

1. Произвести полную разборку двигателя.

2. Обработать на токарном станке картер 11, корпус сцепления 16 и кронштейн магнето 1.

3. Изготовить корпуса 2 переднего и 13 заднего подшипников, предварительно уточнив размеры посадочных мест в картере.

4. Расточить на токарном станке корпус 10 средней опоры коленчатого вала, оставив припуск на чистовую расточку посадочных мест подшипников качения.

5. Изготовить оправку для расточки (см. схему) посадочных мест подшипников 7 в корпусе 10 средней опоры Оправка состоит из штанги 4, кольца 2, резца 3, стопорного винта 5 и болта 1 для крепления резца. Резец 3 изготовить из стали Р18 (Р9) и закрепить постоянно болтом 1. Вылет резца для расточки посадочных мест подшипников в корпусе средней опоры до диаметра 72 мм довести хонинговальным бруском.

6. Собрать детали с картером двигателя, как показано на схеме расточки. Положения корпусов 2, 10 и 13 в картере отметить рисками, что понадобится при окончательной сборке двигателя. Штанга 4, смазанная автолом, должна от усилия руки перемещаться во внутренних обоймах подшипников № 2206 и 306 вдоль оси картера.

7. Поочередно расточить с помощью оправки посадочные места подшипников в корпусе средней опоры до диаметра 72 мм. Эту операцию можно выполнить на любом горизонтально-расточном станке. Штангу соединить со шпинделем станка эластичной муфтой любого типа. Чтобы добиться хорошей чистоты растачиваемой поверхности, в качестве эмульсии рекомендуется применять веретенное или трансформаторное масло, которое во время расточки подается тонкой струей из масленки на резец. По окончании расточки корпус средней опоры выпрессовать из картера.

8. Изготовить корпуса 7 подшипников качения, оставив на наружном и внутреннем диаметрах припуск 0,3—0,4 мм на шлифовку. Закалку и отпуск деталей производить в соответствии с техническими условиями на термообработку стали ШХ15. После термообработки корпуса подшипников тщательно промыть, обезжирить ацетоном и разломить по надрезам. Скрепить полученные половины корпусов шатунными болтами М5Х20 от мотора «Москва». Прошлифовать внутренние поверхности корпусов до диаметра 37,3 мм. После замера расточенных посадочных мест в корпусе 10 средней опоры прошлифовать наружный диаметр корпусов 7, обеспечив натяг до 0,01—0,015 мм.

9. Произвести замеры внутренних диаметров в корпусах 7 микрометрическим нутромером и перешлифовать на станке 3A423 среднюю шейку коленчатого вала на диаметр 29,3 мм, обеспечив радиальный зазор в подшипнике в пределах 0,01—0,015 мм.

Радиальное биение крайних шеек коленчатого вала при установке его на станке 3A423 не должно превышать 0,001—0,002 мм. Это условие выполнить довольно трудно, поэтому диаметр крайних шеек в местах посадки подшипников № 2206 и 306 нужно чуть-чуть увеличить с помощью электросварки. Шлифовку средней шейки и увеличенных крайних шеек до номинального размера 30Н выполнять с одной установки.

10. Изготовить кольца 6, закалить их до твердости 40—45 RC, прошлифовать до номинальных размеров по толщине и разломить по надрезам. Произвести проверочную сборку корпусов подшипников 7 с кольцами 6. После затяжки болтов 18 кольца 6 должны свободно проворачиваться в канавках собранных корпусов подшипников, что гарантирует полное замыкание половин корпусов по поверхности излома.

11. Изготовить штифты 8. Вставить нижние половины корпусов подшипников 7 в нижнюю половину корпуса средней опоры. Через отверстия 0 4 мм в корпусах подшипников просверлить гнезда в корпусе средней опоры сверлом 0 4 мм на глубину 10 мм. Убрав нижние половины корпусов подшипников, рассверлить гнезда до диаметра 5 мм и запрессовать в них штифты 8.

12. Изготовить защитное кольцо 3, шайбу 17, прокладки 14, 15, собрать по чертежу коленчатый вал с картером и приступить к полной сборке двигателя. Перед сборкой желательно произвести статическую балансировку коленчатого вала в сборе с маховиком и ведущим диском.

Форсированные по рекомендациям Л. В. Беднягина (сборник №16, 1968 г.) три двигателя с усиленными опорами коленчатых валов отработали в 1970 г. по 90—100 часов на «Казанках» с водометами. При контрольной проверке нарушений посадок и износа подшипников не обнаружено.

Зимой 1970—71 г. по разработанным чертежам были усилены коренные опоры еще трех двигателей «СМ-500В».

Недостатком предлагаемой конструкции является некоторая сложность изготовления среднего подшипника качения. Хорошим руководством по этому вопросу может служить справочник «Подшипники качения» Р. Д. Бейзельмена и Б. В. Цыпкина.

Все работы но усилению коренных опор могут быть выполнены в мастерских, производящих капитальный ремонт автотракторных двигателей.