Способ увеличения ресурса цилиндра двухтактного двигателя внутреннего сгорания пд-10м



 

B24B1/00 - Станки, устройства или способы для шлифования или полирования (шлифование зубчатых колес B23F, винтовой резьбы B23G 1/36, путем электроэрозионной обработки B23H; путем пескоструйной обработки B24C, инструменты для шлифования, полирования и заточки B24D; полирующие составы C09G 1/00; абразивные материалы C09K 3/14; электролитическое травление или полирование C25F 3/00, устройства для шлифования уложенных рельсовых путей E01B 31/17); правка шлифующих поверхностей или придание им требуемого вида; подача шлифовальных, полировальных или притирочных материалов

Владельцы патента RU 2511156:

Учкин Павел Григорьевич (RU)

Изобретение относится к области восстановления деталей и может быть использовано при ремонте цилиндра двухтактного двигателя внутреннего сгорания ПД-10М. Восстановление ведут методом внутреннего шлифования в два этапа на внутришлифовальном станке с последующим хонингованием из условия получения дополнительного ремонтного размера D=74,25 мм. На первом этапе осуществляют черновое шлифование, а на втором - чистовое шлифование. Приведены режимы обработки на упомянутых операциях шлифования и хонингования. В результате обеспечивается правильная геометрия восстанавливаемого цилиндра и сохраняются прочностные свойства его стенок.

 

Изобретение относится к цилиндру двухтактного двигателя внутреннего сгорания ПД-10М.

Известен способ увеличения срока службы цилиндра, в котором вокруг выходов из сквозных каналов со стороны выхлопных окон цилиндра выполнен кольцевой направляющий элемент для снижения теплонапряженности рабочего цилиндра и предотвращения повышенной степени износа [1].

Однако выполнение кольцевого направляющего элемента вокруг выходов из сквозных каналов со стороны выхлопных окон цилиндра приводит к снижению усталостной прочности внутренней поверхности цилиндра.

Задачей изобретения является увеличение ресурса цилиндра пускового двигателя ПД-10М за счет получения дополнительного ремонтного размера Dp.p3=74,25+0,030 мм способом внутреннего шлифования в два этапа и хонингования при сохранении прочностных свойств стенок цилиндра.

Для реализации способа рассматривается наибольший износ диаметра dизм, вышедшего за второй ремонтный размер, таким может быть dизм=73,8 мм. Номинальный диаметр нового цилиндра ПД-10М Dн=72+0,030 мм. Первый ремонтный размер Dp.p1=72,75+0,030 мм, второй размер Dp.p2=73,50+0,030 мм. При аналитическом способе определения ремонтного размера [2] возможны случаи, когда некоторые участки цилиндра останутся необработанными. Объясняется это неравномерным износом цилиндра. При одностороннем износе цилиндра, если Dрасч=Dp.p или отличается от него на 0,05-0,1 мм, следует проверить расчетный размер по формуле:

D р . р D р а с ч = d 1 + 2 ( d и з м d 1 ) + 2 ( a + b ) ,                 /1/

где Dp.p - ремонтный размер цилиндра, мм;

dизм - фактический (измеренный) диаметр, мм;

d1 - предыдущий ремонтный размер, мм;

a - припуск на невыход резца (0,02-0,03 мм);

b - припуск на последующую обработку (0,02-0,03 мм).

Dрасч=73,50+2(73,8-73,5)+2(0,025+0,025)=74,2 мм.

Исходя из условия Dp.p≥Dрасч принимаем Dр.р3=74,25+0,030 мм, где Dр.р3 - посчитанный дополнительный ремонтный размер.

При расчете ремонтных размеров учитывается глубина термообработки, если она присутствует, и прочность цилиндра.

Для проверки на прочность делаются вычисления по известной методике [3]. После нахождения дополнительного ремонтного размера проводится расчет толщины стенки, при которой будут выдерживаться все напряжения, возникающие в цилиндре.

Расчетная толщина стенки определяется по формуле:

δ p = 0,5 D ( σ z + 0,4 p z σ z 1,3 p z 1 ) ,                        /2/

где D - диаметр цилиндра, мм;

σz - допускаемое напряжение на растяжение (для чугунных цилиндров σz=50-60 МПа);

pz - давление газов в конце сгорания, МПа (для пускового двигателя ПД-10М pz=4,71 МПа).

δ p = 0,5 25 ( 60 + 0,4 4,71 60 1,3 4,71 1 ) = 2,662  мм .

Толщина стенки цилиндра выбирается с некоторым запасом прочности δ≥δр. Реальная толщина δ нового цилиндра с номинальным диаметром Dн=72+0,030 мм со стороны водяной рубашки составляет 7 мм в нижней части цилиндра с увеличением до 9 мм в верхней части (камера сгорания). Исходя из того что Dр.р3=74,25+0,030 мм, толщина стенки в данном случае будет равна 5,88 мм в нижней части цилиндра и 7,88 мм в верхней части, что удовлетворяет условию δ≥δр.

Далее рассчитываются напряжения, возникающие в цилиндре при работе пускового двигателя.

Напряжения растяжения от действия максимального давления газов:

σ p = p z  max 2 δ = 4,71 74,25 2 5,88 = 29,737   МПа                       /3/

Температурные напряжения в цилиндре:

σ t = E α ц Δ T 2 ( 1 μ ) ,                       /4/

где Е - модуль упругости материала, МПа (для чугуна Е=1,0·105);

αц - коэффициент линейного расширения, 1/К (для чугуна αц=11·106);

ΔТ - перепад температур, К (по опытным данным для верхней части втулки ΔT=100…150);

µ - коэффициент Пуассона (для чугуна µ=0,23…0,27).

σ t = 1,0 10 5 11 10 6 125 2 ( 1 0,25 ) = 91,667  МПа .

Суммарные напряжения в цилиндре от давления газов и перепада температур:

на наружной поверхности: σ ' Σ = σ p + σ t = 29,737 + 91,667 = 121,404  МПа;   /5/

на внутренней поверхности: σ ' Σ = σ p σ t = 29,737 91,667 = 61,93  МПа .   /6/

Суммарное напряжение для чугуна σ'=100…130 МПа. В нашем случае 121,404<130.

Расчеты, проведенные на прочность цилиндра при увеличении диаметра на дополнительный размер, показывают, что запаса толщины стенки достаточно.

Типовая технология ремонта цилиндра на ремонтные размеры включает в себя две операции: растачивание и хонингование [4].

Однако, предлагается иной способ получения дополнительного ремонтного размера, который позволит сохранить прочностные свойства цилиндра и получить правильную геометрию цилиндра, т.е. применить внутреннее шлифование на внутришлифовальных станках.

Шлифование проводится в два этапа: черновое и чистовое.

Черновое шлифование проводится до размера цилиндра - 74,19 мм, а чистовое - до 74,22 мм и припуск в 0,03 мм оставляется на последующее хонингование. Шлифование будет проводиться кругом 63×20×20 25А 25 CM КБ.

Режимы резания расчитаны по известной методике [5]. Для чернового шлифования установлены следующие режимы резания:

- частота вращения детали nд=100 об/мин;

- частота вращения круга nк=4500 об/мин;

- скорость перемещения стола VC=1 м/мин.

Для чистового шлифования установлены следующие режимы резания:

- частота вращения детали nд=600 об/мин;

- частота вращения круга nк=4500 об/мин;

- скорость перемещения стола VC=6 м/мин.

Финишной операцией является хонингование на станках моделей 3Б833, 3Г833 и др. Режимы хонингования: частота вращения хонинговальной головки - 220 об/мин, возвратно-поступательное движение - 9,4 м/мин.

Шероховатость поверхности зеркала цилиндра после хонингования составит Rz=0,63 мкм.

Опыт использования дополнительного ремонтного размера на ремонтных предприятиях Оренбургской области по предлагаемой технологии указывает на возможность применения этого способа.

Источники информации

1. Цилиндр двухтактного двигателя внутреннего сгорания / Гозен Йооп Хеллингман / АС СССР №884582, Кл. F02F 1/14, 1975.

2. Технология ремонта машин и оборудования. Изд. 2-ое перераб. и доп. Под ред. И.С.Левитского. Учебник для студентов с/х вузов. - М.: Колос, 1975.

3. Колчин А.И., Демидов В.П. Расчет автомобильных и тракторных двигателей. - М.: Высшая школа, 2003.

4. Черноиванов В.И. и др. Восстановление деталей сельскохозяйственных машин. - М.: Колос, 1983.

5. Расчет режимов резания при механической обработке металлов и сплавов / Э.Г.Бабенко: Методическое пособие к курсовому и дипломному проектированию. - Хабаровск: ДГАПС, 1997.

Способ ремонта цилиндра двухтактного двигателя внутреннего сгорания ПД-10М, включающий обработку внутренней поверхности цилиндра с получением установленного технологией ремонтного размера диаметра цилиндра, отличающийся тем, что обработку ведут методом внутреннего шлифования в два этапа на внутришлифовальном станке с последующим хонингованием из условия получения дополнительного ремонтного размера D=74,25 мм при сохранении прочностных свойств стенок цилиндра,
при этом на первом этапе осуществляют черновое шлифование цилиндра с частотой его вращения nД=100 об/мин, частотой вращения шлифовального круга nК=4500 об/мин и скоростью перемещения стола станка VC=1 м/мин,
на втором этапе - чистовое шлифование с частотой вращения цилиндра nД=600 об/мин, частотой вращения шлифовального круга nК=4500 об/мин и скоростью перемещения стола станка VC=6 м/мин, а
хонингование ведут с частотой вращения хонинговальной головки - 220 об/мин и возвратно-поступательным движением - 9,4 м/мин.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к обработке металлов резанием, и может быть использовано при изготовлении износостойкого режущего инструмента из керамики.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано на операциях эльборового шлифования заготовок из вязких, пластичных и адгезионно-активных материалов.

Изобретение относится к обработке поликристаллических алмазных пластин и изделий из них и может быть использовано для производства элементов микроэлектроники, оптики инфракрасного, видимого и рентгеновского диапазонов.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении или ремонте цилиндров ДВС, нагруженных осевыми моментами, в особенности при финишной обработке поверхностей трения гильз цилиндров.

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении оболочек тепловыделяющих элементов (твэлов) энергетических реакторов.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в строительной индустрии для высококачественной поверхностной обработки искусственного и природного камня, а также других хрупких и труднообрабатываемых материалов.
Изобретение относится к машиностроению, к конструкции приводных пластинчатых цепей и предназначено для использования преимущественно в качестве гибкого узла незамкнутых контуров силовой передачи вращения между двумя или несколькими валами механизмов и машин.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при шлифовании поверхностей с применением смазочно-охлаждающих жидкостей. .
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к обработке деталей машин резанием. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при шлифовании поверхностей с применением смазочно-охлаждающих жидкостей. .

Изобретение относится к способу механической обработки компонентов двигателя внутреннего сгорания посредством изменяющего качество поверхности обрабатывающего инструмента.

Изобретение относится к области восстановления и ремонта металлических изделий и может быть использовано в машиностроении, приборостроении и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к способам восстановления изношенных поверхностей деталей типа валов. .

Изобретение относится к восстановлению изношенных шеек валов механической обработкой. .
Изобретение относится к восстановлению физико-механических свойств металла корпусов энергетических реакторов. .

Изобретение относится к авторемонтному производству и может быть использовано при восстановлении постелей коренных подшипников блока цилиндров (КПБЦ) двигателя внутреннего сгорания.

Изобретение относится к области технологических процессов машиностроения, в частности к ремонту блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано при восстановлении валов. .
Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к ремонту металлургического оборудования, и может быть использовано для восстановления плунжеров гидроцилиндров противоизгиба рабочих валков в подушках опорных валков станов горячей и холодной прокатки.
Изобретение относится к области упрочнения или восстановления рабочих поверхностей деталей и может быть использовано для восстановления деталей типа вал, втулка или посадочных отверстий деталей.

Изобретение относится к области контактной сварки, в частности к области восстановления изношенных валов контактной приваркой стальных проволок. Восстанавливают вал одновременной приваркой двух присадочных проволок с противоположных сторон вала, причем точное их взаиморасположение перед наплавкой обеспечивают при помощи кондуктора с двумя направляющими сквозными отверстиями. Плоскость, проходящая через оси отверстий кондуктора, перпендикулярна оси вала. Расстояние между осями отверстий равно сумме диаметров вала и присадочной проволоки. 2 ил.
Наверх