Способ ремонта поршня

 

Использование: при ремонте машин и оборудования, в частности поршней двигателей и компрессоров, изготовленных из деформируемых алюминиевых сплавов. сущность: на юбке поршня сверлят сквозные отверстия и выполняют три дополнительных порези по линиям образующих, проходящих через отверстия. Сектора юбки между прорезями раздают до требуемого диаметра юбки, фиксируют и заваривают прорези. Технический результат: получение требуемой величины раздачи для восстановления поршня, технологичность в реализации. 1 ил.

Изобретение относится к ремонту машин и оборудования, а именно к ремонту изношенных деталей, в частности поршней двигателей и компрессоров, изготовленных из деформируемых алюминиевых сплавов. Изобретение может быть использовано в условиях ремонтных заводов и мастерских.

Одним из дефектов поршней, бывших в работе, является уменьшение диаметра юбки (направляющей части поверхности) поршня вследствие износа. Уплотняющая часть поршня, где расположены канавки под кольца, не изнашивается.

Известен способ восстановления изношенных деталей типа тонкостенных тел вращения из пластических металлов (юбки поршня) по авт.св. N 1121117, кл. B 23 P 6/02, 1986) заключающийся в увеличении диаметра изношенной поверхности за счет высадки металла и последующего сглаживания поверхности юбки до требуемого размера. Основным недостатком способа является уменьшение площади контакта и увеличение удельного давления, что обуславливает уменьшение толщины слоя смазки и нарушает условия трения между юбкой поршня и цилиндром.

Известен также способ восстановления полых цилиндрических деталей по авт. св. N 706225, кл. B 23 P 6/02, 1978, заключающийся в том, что на поршне вдоль образующей делают сквозную прорезь в зоне наименьшего износа, после чего прорезь расширяют расклиниванием до получения требуемого наружного диаметра и фиксируют ее в требуемом положении путем установки заклепок в предварительно выполненные в поршне по оси прорези отверстия.

Недостатками известного способа являются: нарушение геометрии юбки вследствие местного в зоне прорези расклинивания, а также симметрии поверхностей юбки относительно продольной оси поршня; способ не позволяет получить требуемую величину раздачи для восстановления поршня на увеличенные от нормального ремонтные размеры (0,5 1 мм) для использования с увеличенными гильзами цилиндров; трудоемкая фиксация прорези с помощью заклепок.

Целью изобретения является устранение указанных выше недостатков, упрощение и улучшение технологичности в реализации.

Сущность предложенного способа заключается в том, что на юбке образуют три дополнительные прорези, при этом отверстия сверлят перед образованием прорезей в четырех точках пересечения образующих юбки, проходящих по краям секторов контакта поршня с цилиндром, и линии окружности, проходящей на высоте юбки, прорези выполняют по линиям образующих, проходящих через отверстия, затем сектора юбки между прорезями раздают до требуемого диаметра, фиксируют и заваривают прорези.

На чертеже изображен поршень со схемой сверления отверстий и выполнения прорезей в юбке поршня.

Возможность реализации предлагаемого способа обосновывается следующим. Большая разница в температурах различных поверхностей приводит к неравномерному расширению поршня при работе двигателя. Для надежной работы поршень выполняют так, чтобы его контакт с цилиндром осуществлялся через постоянную по размерам и расположению площадку на юбке поршня. У хорошо работающего поршня зона контакта располагается на юбке симметрично относительно перпендикулярного оси бобышек диаметрального сечения с каждой стороны юбки поршня. Общая площадь зоны контакта составляет 35-45% площади юбки. Это обусловлено тем, что юбка поршня имеет форму эллипса (овала) с расположением его большей (на 0,2-0,5 мм) оси перпендикулярно оси отверстий под поршневой палец. При этом наибольший диаметр имеет сектор юбки, соответствующий углу 70-90^о, где и осуществляется контакт поршня с цилиндром.

Таким образом, износ поршня и уменьшение диаметра юбки происходит только в зоне контакта, не выходя за границы зоны, что указывает на необходимость восстановления размера юбки только в зоне контакта, а предлагаемый способ позволяет это осуществить.

Кроме того, известно, что юбки поршней по высоте выполняют конусными с большим диаметром конуса внизу или бочкообразными. Исходя из этой особенности поршней можно утверждать, что предлагаемый способ раздачи юбки обеспечивает сохранение формы юбки по высоте конусной или бочкообразной (Информацию по вышеприведенному обоснованию см. справочник "Тракторные дизели", под. ред. Б.А.Взорова. М. Машиностроение, 1981, с. 203-205. Двигатели внутреннего сгорания, под. ред. А.С.Орлина, М. Машиностроение, 1984, с. 124-126).

На чертеже показана схема осуществления способа.

Осуществление предлагаемого способа заключается в следующем.

1. Надевают на поршень кондуктор для сверления отверстий и фиксируют кондуктор относительно отверстий поршня под палец технологическим пальцем.

2. По кондуктору сверлят в юбке поршня с обеих сторон отверстия 1.

3. На горизонтальном фрезерном станке двумя дисковыми фрезами за один проход выполняют четыре прорези 2 по образующим, проходящим через отверстия 1. С внутренней стороны юбки обрабатывают фаски в стенках прорезей под сварку.

4. Устанавливают поршень в специальное приспособление и осуществляют раздачу и фиксацию секторов юбки между прорезями до прилегания наружной поверхности юбки в ограничительную поверхность приспособления. В этом состоянии заваривают четыре прорези (паза), выдерживают до остывания шва и снимают поршень с приспособления.

5. Производят контроль размера юбки на соответствие его заданному диаметру.

П р и м е р (конкретное выполнение способа).

Заявляемый способ реализован на поршне 240-1004021 дизеля Д-240, изготовленного из алюминиевого сплава АЛ25 и имеющего номинальный диаметр юбки 110 мм. Юбка поршня имеет овальную и бочкообразную форму. Износ юбки составлял по поясу наибольшего диаметра 0,10 мм на диаметр (при допустимой величины 0,05 мм). С помощью кондуктора сверлили четыре отверстия диаметром 4 мм и на фрезерном станке 6Н80 дисковой фрезой диаметром 150 мм и толщиной 2 мм, выполняли четыре прорези. С помощью борфрезы обработали на стенках прорезей с внутренней стороны юбки фаски. Установили поршень в приспособление (кондуктор для раздачи и сварки) и раздали секторы юбки до упора в ограничительную поверхность приспособления и фиксировали. С помощью установки аргонно-дуговой сварки сварочной проволокой сплава АК10 диаметром 3,0 мм заварили прорези. После остывания до температуры помещения поршень снимали с приспособления. После заварки прорезей в зафиксированном в приспособлении состоянии и остывании поршня до температуры воздуха размер юбки составил в пределах 109,80-109,81 мм и удовлетворял требованиям.

Формула изобретения

СПОСОБ РЕМОНТА ПОРШНЯ путем восстановления диаметра изношенной юбки раздачей, включающий выполнение сквозной прорези на высоту юбки по ее образующей и сверление сквозных отверстий, отличающийся тем, что на юбке образуют три дополнительные прорези, при этом отверстия сверлят перед образованием прорезей в четырех точках пересечения образующих юбки, проходящих по краям секторов контакта поршня с цилиндром, и линии окружности, проходящей на высоте юбки, прорези выполняют по линиям образующих, проходящих через отверстия, затем сектора юбки между прорезями раздают до требуемого диаметра юбки, фиксируют и заваривают прорези.

РИСУНКИ

Рисунок 1