Вал коленчатый g21

Когда слышишь про вал коленчатый g21, первое что приходит в голову — типовой узел для судовых дизелей средних оборотов. Но на практике тут столько нюансов, что даже опытные технологи иногда просчитываются. Я вот как-то получал заказ на партию таких валов для ремонта насосных установок — думал, стандартная история, а оказалось, что термообработка должна быть совсем другой из-за работы в агрессивной среде.

Конструкционные особенности G21

Если брать именно вал коленчатый g21

Шлифовка шеек — отдельная тема. Допуск по овальности не больше 5 мкм, но если пережать при шлифовке — появляются микротрещины. У нас на контракте для норвежского судоремонтного завода браковали целую партию из-за этого. Пришлось менять технологию охлаждения при обработке.

По опыту скажу — самые проблемные места это галтели между щеками и шатунными шейками. Концентраторы напряжения. Однажды видел, как вал лопнул именно там после 8000 моточасов. Причина — неправильный радиус закругления, хотя по чертежу всё было в норме.

Технология производства

Ковка vs литьё — вечный спор. Для вала коленчатого g21 чаще идёт поковка, но в последнее время и литые варианты неплохо показывают себя. Например, ООО Чжэньцзян Синшэн Стальное Литье делает такие валы из жаропрочной стали 25Х1МФ-Л — для нефтехимических насосов вполне выдерживает циклические нагрузки.

Термообработка — это 70% успеха. Отжиг при 650°С, затем закалка в масле и два отпуска. Но вот момент: если деталь крупногабаритная, нужно контролировать скорость охлаждения иначе появляются остаточные напряжения. На своём опыте сталкивался, когда при механической обработке вал 'вело' на 0,3 мм — вся геометрия к чертям.

Контроль качества — УЗД обязательно, но ещё и магнитопорошковый метод. Особенно после фрезеровки масляных каналов. Как-то пропустили микротрещину возле резьбового отверстия — клиент вернул весь узел после 200 часов работы. Хорошо хоть без катастрофы обошлось.

Практические случаи применения

Для портовых кранов вал коленчатый g21 часто модифицируют — добавляют фланцевое соединение вместо шпоночного. Это снижает вибрацию при частых пусках. Мы такие ставили на краны в порту Восточный — работают уже третий год без нареканий.

В лесозаготовительной технике главная проблема — ударные нагрузки. Стандартный G21 не всегда выдерживает. Приходится увеличивать радиусы переходов и использовать сталь 40ХН2МА с улучшенной вязкостью. Кстати, ООО Чжэньцзян Синшэн Стальное Литье как раз предлагает вариант из высокопрочного чугуна ВЧ-60 для таких условий — интересное решение, сам тестировал на харвестерах.

Судовые насосы — тут особые требования к коррозионной стойкости. Нержавейка 12Х18Н10Т дороговата, но для морской воды лучше не придумаешь. Правда, с обработкой сложнее — быстро налипает стружка, приходится охлаждать эмульсией с противозадирными присадками.

Ошибки при монтаже и эксплуатации

Самая частая ошибка — неправильная затяжка гаек шатунов. Кажется мелочь, а из-за перетяга появляются микросколы на рабочих поверхностях шеек. Видел случай на металлургическом оборудовании — через месяц работы вышли из строя все подшипники скольжения.

Смазка! Казалось бы, элементарно, но сколько проблем из-за несовместимости масел. Для вала коленчатого g21 с биметаллическими вкладышами нельзя использовать масла с высокозольными присадками — закоксовываются масляные каналы. Лучше брать специализированные составы типа Shell Gadinia.

Монтажные зазоры — тут тонкость: если сделать по верхнему пределу допуска, для нового вала нормально, но после приработки уже будет стук. Поэтому мы всегда рекомендуем брать среднее значение плюс 0,01 мм на износ.

Перспективные материалы и технологии

Сейчас пробуют делать вал коленчатый g21 из порошковых сталей — плотность выше, меньше пор. Но пока дорого для серийного производства. Хотя для спецтехники вариант интересный.

Лазерная закалка шеек — даёт твёрдость до 60 HRC без деформации. Мы экспериментировали на валах для дорожно-строительной техники — износ снизился в 1,8 раза. Но оборудование пока не каждое предприятие потянет.

Композитные вкладыши с тефлоновым покрытием — спорное решение. Для постоянных нагрузок хорошо, но при ударных быстрее изнашиваются. Хотя на том же сайте https://www.xszgsteel.ru видел интересные варианты с бронзографитовым наполнителем — надо бы испытать.

Заключительные заметки

В общем, вал коленчатый g21 — далеко не простая деталь как кажется. Каждый случай применения требует своего подхода. Главное — не экономить на материале и контроле качества. Лучше переплатить за хорошую сталь, чем потом менять весь узел.

Из производителей могу отметить ООО Чжэньцзян Синшэн Стальное Литье — у них грамотный подход к литью сложных конфигураций. Особенно для нефтехимии и судового оборудования. Материалы используют адекватные условиям работы.

Сам сейчас консультирую проект по модернизации валов для дизель-генераторов — рассматриваем вариант с поверхностным упрочнением дробью. Результаты испытаний пока обнадёживают, но нужно ещё время для окончательных выводов.