Способ сборки поршня с армирующей вставкой

 

Использование: для сборки поршней двигателей внутреннего сгорания в частности для ремонта и восстановления поршней Сущность изобретения: в канавку тела поршня имеющую торообразное дно, устанавливают вставку. Последняя имеет форму неразрезного кольца со скошенными заходными кромками на внутренней поверхности или по меньшей мере с одним выступом со скошенными кромками . Запрессовку вставки проводят в несколько этапов. На последнем этапе величину усилия запрессовки изменяют по окружности вставки. Максимальная величина усилия превышает предел текучести материала поршня 4 ид

(в) RÖ (и) 2001729 Cl (51) 5 В2ЗР1 10 В23Р11 02

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ",,," ." :-::::::::.»

К ПАТЕНТУ (21) 5048779/27 (22) 03.03.92 (46) 30.1093 Бюл. Na 39-40 (71) Компания "ЭСБИ" (72) Грибковский АП. (73) Компания "ЭСБИ" (54) СПОСОБ СБОРКИ ПОРШНЯ С АРМИРУЮЩЕЙ ВСТАВКОЙ (57) Использование: дпя сборки поршней двигателей внутреннего сгорания в частности дпя ремонта и восстановления поршней Сущность изобретения; в канавку тела поршня, имеющую торообразное дно, устанавливают вставку. Последняя имеет форму неразрезного кольца со скошенными заходными кромками на внутренней поверхности ипи по меньшей мере с одним выступом со скошенными кромками. Запрессовку вставки проводят в несколько этапов. На последнем этапе величину усилия запрессовки изменяют по окружности вставки. Максимальная величина усилия превышает предел текучести материала поршня 4 ил.

2001729

Изобретение относится к механосборочным работам по сборке поршней двигателей внутреннего сгорания, в частности может быть использовано при ремонте и восстановлении поршней.

Изобретение касается сборки, преимущественно, поршней двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Поршни для ДВС имеют ограниченный срок службы, определяемый износом кольцевой канавки поршня, в результате чего возникают большая осевая подвижность кольца, вызывающая ..рокачку масла, а следовательно, большой расход его и утечку отработанных газов, веJ,óùèå к недопустимому нагреву кольца; вь. ю и удапные нагрузки с последующим .,см м лольца.

Иэвесте способ сборки поршня с кольцовой армирующей вставкой, заключающийся в том, что в кольцевую канавку поршня устанавливают армирующую встав v и деформируют ее, прилагая усилие поочередно по четным и нечетным участкам периметра вставки, с последующим приложенном этого усилил одновременно ко всем частк lM вставки до полного заполнения канжки поршня в осевом и радиальном направлениях материалом вставки (1).

Способу присущи следующие недостатни, поочередное воздействие усилий удлиняет процесс сборки, помимо этого н-. ..днонременноя деформация всех участков всгавки в радиальном направлении вызывает неравномерную деформацию и в осевом направлении, а следовательно, неравномерный натяг по торцовым поверхностям, что создает условия неплотного прилегания вставки и поршня по торцам.

Полное заполнение канавки материалом вставки приводит к выпиранию вставки из поршня при форсированных режимах работы дизеля, что снижает срок службы поршня. Кроме того, полное заполнение канавки материалом вставки вынуждает применя1ь вставки из материала. близкого к материалу алюминиевого сплава по коэффициенту теплового расширения, а это, как правило, дорогостоящие стали с высоким содержанием хрома, никеля и т.д, Наиболее близким по технической сущ-. ности является способ сборки поршня со вставкой, при котором предварительно изготавливают армирующую вставку в виде кольца, в кольцевой канавке поршня выполняют равномерно расположенные углубления в виде сегментов. Затем вставку надевают на поршень, центрируют так. чтобы при установке она вошла в углубление на поршне. Путем одновременного нажатия в определенных участках вставку деформиру5

55 ют, устанавливая в углубления дна канавки поршня. После сборки производят многократный нагрев поршня со вставкой с последующим охлаждением (2).

Возможно выполнение на поршне нескольких канавок и соответственно кольцевой вставки в виде нескольких колец, имеющих общую наружную поверхность, К недостаткам способа можно отнести технологическую сложность его исполнения за счет выполнения сегментных углублений на две канавки поршня. В процессе обжатия кольцевой вставки также, как и при литье, происходит полное заполнение канавок поршня материалов вставки, что создает значительные напряжения при нагревании поршня в процессе работы двигателя из-за большого различия коэффициентов теплового расширения материалов поршня и армирующей вставки, приводящие к раэбалтыванию вставки в поршне и к разрушению канавки, что в конечном счете приводит к выходу поршня иэ строя.

Цель изобретения — получение надежного соединения поршня с армирующей вставкой, увеличивающего срок службы поршня при работе двигателя на форсированных режимах.

Это дост ается ь способе сборки поршня в армирующей вставкой, включающем установку поршня в канавку тела поршня вставки, выполненной в виде неразреэного кольца, с последующе ее запрессовкой, благодаря тому, что дно канавки поршня выполняют торообразным, внутреннюю поверхность вставки выполняют со скошенными заходными кромками или по меньшей мере с одним выступом со скошенными заходными кромками, а эапрессовку вставки проводят в несколько этапов усилием, неравномерным по окружности вставки на завершаю цем этапе, причем максимальное усилие, прилагаемое на завершающем этапе, превышает предел текучесги материала поршня.

На фиг.1 приведено сечение поршня с кольцевой вставкой; на фиг,2 4- поперечное сечение поршня с канавкой под вставку; на фиг.3 — поперечное сечение кольцевой вставки со скошенными эаходными кромками; на фиг,4 — поперечное сечение кольцевой вставки с выступом, имеющим скошенные эаходные кромки; на фиг,5 — поперечное сечение поршня с кольцевой вставкой после запрессовки, Способ сборки поршня с армирующей вставкой включает следующие операции: на поршне 1 (фиг,1) в месте постановки вставки

2 известным способом выполняют канавку

3, дну которой придают торообразную фор2001729

45 му (фиг.2), де Ь-с-d — дно канавки. Изготавливают одним из известных способов армирующую вставку 2. например, в виде неразреэного кольца. Внутреннюю поверхность вставки выполняют со скошенными зэходными кромками (фиг,З) или хотя бы одним выступом 4 со скошенными заходными кромками (фиг,4). Выбор варианта определяется шириной канавки поршня Н. При ширине канавки Н = 8 мм выполнение выступов нецелесообразно, при большей ширине канавки необходимо выполнение хотя бы одного выступа. При больших размерах выполнения ширины канавки выступов можно выполнить несколько.

Для получения скошенных кромок на внутренней поверхности вставки протачивают фаски,(фиг.З, 4). Подготовленную для сборки вставку 2 надевают на поршень 1, центрируют и эапрессовывают в несколько этапов (фиг.1), Окружность вставки условно разбивают на несколько участков и с помощью кулачков пресса 5 обжимают вставку с одинаковым усилием в радиальном направлении, прилагая неравномерное по величине усилие вдоль выбранных участков на завершающем этапе. Максимальное усилие, прилагаемое на завершающем этапе, превышает предел текучести материала поршня.

Процесс запрессовки осуществляют до тех пор, пока вставка в осевом направлении не состыкуется с натягом с соответствующими торцами канавки поршня ab u ed фиг.2, Формула изобретения

СПОСОБ СБОРКИ ПОРШНЯ С АРМИРУЮЩЕЙ ВСТАВКОЙ, включающий установку в выполненную на поршне канавку вставки в виде неразрезного кольца и последующую ее эапрессовку, отличающийся тем, что канавку поршня выполняют с дном торообразной формы, внутреннюю

35 э в радиальном направлении вставка своими внутренними выступами не обрэзуег волнообразных конусных "гнезд" за счет пластического деформирования материала поршня в местах соприкосновения (фиг.5).

На завершающем этапе запрессовки прилагают усилие, превышающее предел текучести материала поршня.

Данный способ запрессовки обеспечивает качественное соединение вставки и поршня за счет равномерно распределенного натяга по торцоайм поверхностям.

Надежность фиксации вставки и поршня в радиальном и окружном направлениях обеспечивается образованными волнообразными конусными "гнездами" (фиг,5).

Большое различие в коэффициентах температурного расширения соединяемых деталей компенсируется тем. что сопрягаемые по волнообразными конусным "гнездам" поверхности вставки и поршня перемещаются друг по другу и, тем самым, создают условие работы этой сопряженной пары при высоких температурах работы поршня двигателя с большой энергоемкостью. Кроме того, согласно данному способу возможно использование материалов с разными коэффициентами температурного расширения, что позволяет применять для изготовления кольцевых вставок недорогостоящие стали, (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N. 749013, кл. В 23 P 19/02, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

N.543491, .кл. .В 23 В 15/10, 1977. поверхность вставки - со скошенными заходными кромками или по меньшей мере с одним выступом со скошенными эаходными кромками, а эапрессовку вставки осуществляют в несколько этапов, причем нэ последнем этапе к вставке прикладывают изменяющееся по ее окружности усилие. максимальная величина которого превышает предел текучести материала поршня.

2001729

2001729

Составитель Н, Пожидаева

Техред М.Моргентал Корректор Н, Милюкова т

Редактор

Тираж Подписное

НПО Поиск Роспатента

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5

Заказ 3145

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Способ сборки поршня с армирующей вставкой Способ сборки поршня с армирующей вставкой Способ сборки поршня с армирующей вставкой Способ сборки поршня с армирующей вставкой Способ сборки поршня с армирующей вставкой 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству поршней двигателей внутреннего сгорания
Наверх