Изготовление поршневых колеч - понятия, свойства, характеристики и сферы приминения строительство дома

 

Эти напряжения иногда вызывают появление трещин в днище поршня. Поэтому поршни больших диаметров делают обычно составными; нередко их головка выполняется из литой стали. Головка поршня соединяется с юбкой шпильками. Такая конструкция дает ряд преимуществ: а) возможность применения для головки материала повышенного качества; б) возможность замены головки, не меняя всего поршня; в) получение более надежной и сравнительно свободной от литейных напряжений конструкции; г) возможность некоторой регулировки пространства сжатия с помощью прокладки между головкой и юбкой.

    Свойства и изготовление поршневых колец       

    Поршневые кольца изготовляются из серого и легированного чугуна.
    Технические условия на изготовление поршневых колец дизелей установлены ГОСТ 7133-54. Для повышения износостойкости как кольца, так и рабочей поверхности цилиндра не менее чем одно верхнее кольцо должно иметь покрытие пористым хромом. Хромирование колец заключается в нанесении гальваническим способом пористого хрома слоем 0,1—0,2 мм.
    Пористый хром обладает способностью разносить масло по поверхности втулки.
    Разносят масло и сами кольца. При движении поршня вниз поршневое кольцо прижимается к верхней торцовой поверхности канавки. Нижней кромкой кольцо соскабливает со стенки втулки масло, которое и попадает в образовавшийся зазор. При движении поршня вверх кольцо перемещается в канавке и прижимается к ее нижней торцовой поверхности; при этом масло вытесняется в зазор, образующийся между верхней поверхностью канавки и кольцом. При следующем ходе поршня вниз рассмотренное явление повторяется. Таким образом происходит перекачивание масла на поверхности втулки вверх. Это явление именуют насосным действием колец. Оно особенно заметно у четырехтактных двигателей при наличии разрежения в цилиндре в период всасывающего хода.

    Осевой зазор между поршневым кольцом и его канавкой для верхнего кольца при .диаметре цилиндра от 160 до 300 мм должен быть 0,08—0,25 мм; для остальных колец 0,05—0,15 мм. При диаметре цилиндра выше 300 мм для верхнего кольца — 0,12—0,3 мм, для остальных колец 0,07—0,25 мм.
    При повышенном зазоре между поршневыми кольцами и канавками насосное действие колец возрастает и масло перекачивается в камеру сгорания, чем увеличивается расход масла.
    Для уменьшения поступления масла в камеру сгорания устанавливают одно или два маслосъемных кольца, соскабливающие масло со стенок цилиндра и отводящие его через отверстия в стенках поршня в картер двигателя. Схема действия маслосъемного кольца простейшей конструкции представлена на фиг. 89, б.

    При движении поршня вверх давление масла, собирающегося в кольцевом пространстве скоса, сжимает кольцо и масло проходит через образовавшийся зазор между втулкой и кольцом вниз, а при движении поршня вниз масло через отверстия, просверленные по всей окружности поршня, удаляется внутрь поршня и стекает в картер.
    При установке поршневых колец в канавки поршня замки колец располагают таким образом, чтобы у соседних колец они не приходились бы один против другого, а были смещены примерно на 120°. В двухтактных двигателях замки колец во избежание их поломки смещают от продувочных и выхлопных окон. С этой целью их закрепляют штифтами.

    Материалом для изготовления поршней служит главным образом серый чугун (обычно марки СЧ 24-44). Для быстроходных двигателей поршни для уменьшения сил инерции изготовляют из алюминиевых сплавов, удельный вес которых примерно в 2,5 раза меньше удельного веса чугуна. Иногда для таких двигателей изготовляют чугунные поршни облегченной конструкции (с тонкими стенками и ребрами жесткости).

    Для предотвращения заедания поршня вследствие его расширения при нагревании должен быть зазор между поршнем и рабочей поверхностью цилиндра. Величина зазора между юбкой чугунного поршня и поверхностью цилиндра в среднем 0.001D; между верхней частью головки поршня и поверхностью цилиндра (0,004— 0,008)0, где D—диаметр цилиндра. Больший зазор в верхней части поршня объединяется наличием здесь значительно больших тепловых напряжений. Эти напряжения иногда вызывают появление трещин в днище поршня. Поэтому поршни больших диаметров делают обычно составными; нередко их головка выполняется из литой стали. Головка поршня соединяется с юбкой шпильками. Такая конструкция дает ряд преимуществ: а) возможность применения для головки материала повышенного качества; б) возможность замены головки, не меняя всего поршня; в) получение более надежной и сравнительно свободной от литейных напряжений конструкции; г) возможность некоторой регулировки пространства сжатия с помощью прокладки между головкой и юбкой.
     

    Поршневые кольца - техническая информация

    Поршневые кольца являются основными деталями поршневой группы, уплотняющими цилиндр как от про­рыва газов из надпоршневой полости, так и от излишнего проникновения масла в камеру сгорания.

    Уплотняющие кольца в общем случае представляют собой раз­резные пружинящие элементы 2 прямоугольного сечения, которые устанавливают в сделанные для них канавки на поршне. В свобод­ном состоянии, когда разрезанные концы поршневых колец расхо­дятся на величину S0, они имеют переменный радиус кривизны, среднюю величину которого делают больше радиуса уплотняемого ими цилиндра (рисунок а). Правильно изготовленные поршневые кольца относительно свободно одеваются на поршень, а будучи установлены в цилиндр, для которого они предназначены, должны принимать геометрически строгую круглую форму, плотно (без просветов) прилегать к стенкам цилиндра и оказывать на них ради­альное давление по всей своей окружности.

    Радиальное давление поршневых колец различного назначения в среднем составляет 1—4 кГ/см2 (≈0,1—0,4 Мн/м2). В зависимости от метода изготовления кольца оказывают на стенки цилиндра или равномерное давление, или же давление их изменяется по опреде­ленной закономерности, как показано на рисунке б. Установлено, что неравномерная определенным образом скорректированная эпюра давлений 5 позволяет дольше сохранять необходимые упругие свойства и эффективность поршневых колец, чем при равномерном, характеризуемым эпюрой 6, начальном давлении их на стенки цилиндра.

    Основные элементы поршневых колец показаны на рисунке. Наружную их образующую поверхность 1, скользящую по зеркалу цилиндра, часто называют рабочей стороной кольца, но логичнее ее называть просто наружной стороной, поскольку она не является единственной рабочей поверхностью кольца. Соответственно, внут­реннюю образующую поверхность 3 кольца будем называть внут­ренней стороной. Торцовые или боковые поверхности 4 соприка­саются со стенками канавок поршня и тоже являются рабочими (трущимися) поверхностями кольца, оказывающими существенное влияние на его эффективность. Расстояние между боковыми поверх­ностями кольца называют высотой кольца h. Величину разности между радиусами наружной и внутренней образующими кольца называют радиальной толщиной t (рисунок в). Радиальная толщина кольца выбирается в зависимости от размера цилиндра и в среднем равна 1/20 его диаметра.

    Уплотняющие поршневые кольца изготовляют так, чтобы в ци­линдре с диаметром Dц у них сохранялся определенный зазор между разрезанными концами. Разрезы или замки кольца делают прямыми (перпендикулярно к боковым поверхностям), косыми (под углом 45° к боковым поверхностям) и ступенчатыми (рисунок г). Замки с косыми и ступенчатыми разрезами имеют целью умень­шить прорыв газов через зазор в замке кольца. В быстроходных двигателях эффективность сложных замков небольшая, а произ­водство они удорожают, поэтому в автомобильных двигателях при­меняют замки с прямыми разрезами, величина которых AS в холод­ном состоянии изменяется в пределах 0,15—0,5 мм. Чем ближе к днищу поршня расположено кольцо, тем выше температура его нагрева, и оно изготовляется с большим зазором в замке. Величина зазора в стыке сжатого кольца в каждом конкретном случае строго регламентируется инструкцией завода-изготовителя. При недо­статочном зазоре в стыке кольцо утрачивает свободу перемещения.

    Оно может повредить зеркало цилиндра и само выйти из строя вследствие задиров, заклинивания в канавке или поломки.

    Уплотняющие кольца и канавки под них тщательно обрабаты­ваются. Кольцо, поставленное в канавку поршня, должно свободно без заедания перемещаться в нем при зазорах 0,04—0,08 мм между боковыми поверхностями кольца и стенками канавки. Глубина канавки под кольцо протачивается из условий получения зазора Δt между канавкой и внутренней стороной кольца, составляющего в среднем 0,5 мм.

    Условия работы поршневых колец сложные: большая скорость скольжения по зеркалу; недостаток смазки в верхней зоне цилиндра; высокое тепловое напряжение, возникающее от соприкосновения с горячими газами, а также вследствие нагрева при трении о зерка­ло цилиндра и от тепла, поток которого идет через них от головки поршня к стенкам цилиндра. Известно, что на долю поршневых колец приходится 50—60% всех потерь на трение в двигателе, и примерно 80% тепла они отводят от головки поршня в условиях, когда теплоотвод затруднен сравнительно высокой температурой стенок цилиндра и наличием на них масляной пленки. В результате рабочая температура верхних поршневых колец, особенно в зоне замка, возрастает до 300—350°С. Поэтому к материалу поршневых колец предъявляются повышенные требования.

    Материал, употребляемый для изготовления поршневых колец, должен обладать высокой прочностью и упругостью при повышен­ных температурах, а также высокой износостойкостью и малым коэффициентом трения при рабочей температуре кольца.

    Лучше всего этим условиям отвечает чугун. Для поршневых колец применяют перлитный высокосортный чугун с твердостью НВ 220—240 (единиц), но в последнее время широкое приме­нение находит и сталь. Стальные кольца имеют большую твердость, чем обычные гильзы цилиндров, которые часто отливаются из чугу­на с твердостью около НВ 200. Практика показала, что для увели­чения срока службы важнейшей трущейся пары в двигателе цилиндр — поршневое кольцо, твердость кольца всегда должна быть выше твердости стенок цилиндра.

    Дело в том, что сравнительно с цилиндрами кольца имеют очень маленькую поверхность трения и работают при большей темпера­туре нагрева, отрицательно влияющей на их твердость и износо­стойкость. Если допустить, что в процессе трения с рассматривае­мых контактирующих поверхностей снимается одинаковое по весу количество металла, то кольца раньше утратят свою геометриче­скую форму и работоспособность, чем зеркало цилиндра. Действи­тельно, поршневые кольца изнашиваются интенсивнее гильз и чаще других деталей кривошипно-шатунного механизма нуждаются в за­мене. Изнашиваются кольца крайне неравномерно. Больше всего радиальная толщина их уменьшается на участках, непосредствен­но примыкающих к замку. Этим, в частности, объясняется и выбор для них эпюры с характерной неравномерностью исходных упругих давлений кольца на стенки цилиндра.

    Поршневые кольца не могут обладать универсальными свойст­вами: одновременно сдерживать прорыв газов и прокачку масла. Опыт показывает, что кольца, создающие преграду прорыву газов из надпоршневой полости, не оказывают должного эффективного препятствия прокачке масла в камеру сгорания. Вследствие этого на поршень устанавливают уплотнительные кольца двух видов: компрессионные и маслосъемные, или маслоотводные.

    Технология изготовления поршневых колец

    Рассмотри производство поршневых колец

    В качестве материала для изготовления уплотнительных и маслосъемных поршневых колец применяют модифицированный серый легированный чу-гун марок СЧ24-44, СПЧФ24-44 и СПЧФ28-48. Для изготовления поршневых колец насосных цилиндров топливных и водяных насосов применяют текстолит марок А и Б, а также бронзы и латуни различных марок.
    В условиях судоремонта уплотнительные и маслосъемные кольца можно изготовлять:
    1) из маслот цилиндрической формы методом одной проточки с последующей термофиксацией (кольца диаметром менее 550 мм с косым или прямым замком);
    2) из маслот цилиндрической формы методом двух проточек с последующей термофиксацией (кольца со ступенчатым замком, а также диаметром более 550 мм);
    3) из индивидуальных заготовок эллипсоидной формы;
    4) из маслот эллипсоидной формы (кольца диаметром свыше 350 мм);
    5) из маслот цилиндрической формы методом двух проточек без последующей термофиксации.

    Технология изготовления поршневых колей методом одной проточки с последующей термофиксацией:
    - Обточить и расточить маслоту на глубину 2-3 мм для снятия литейной корки и отрезать контрольное кольцо;
    - Подвергнуть маслоту вместе с контрольным кольцом искусственному старению, после чего проверить по кольцу твердость и структуру;
    - Обточить маслоту с припуском и одновременно расточить окончательно в размер по чертежу;
    - Нарезать поршневые кольца с припуском по высоте на шлифование;
    - Шлифовать каждый торец кольца предварительно, с двух установок;
    - Прорезать замок, ширина которого равна тепловому зазору с припуском на припиловку (зазор выбирают по чертежу, инструкции);
    - Растянуть разрезанные кольца на величину, примерно равную пятикратной толщине кольца, насадить на оправку и сжать с торцов;
    - Заложить оправку с кольцами в термическую печь, нагретую до 350-4500С, поднять температуру до 580-6200С и выдержать при этой температуре кольца 1,5-2ч с последующим охлаждением на спокойном воздухе;
    -Снять кольца с оправки и обжать каждое кольцо два-три раза до соприкосновения стыков;
    - Шлифовать торцы колец предварительно, с двух-трех установок каждый торец;
    - Набрать кольца в барабан, насадить на оправку и сжать с торцов, после чего барабан убрать, а кольца, собранные на оправку, обточить по наружному диаметру в размер по чертежу;
    - Снять кольца с оправки и, последовательно устанавливая каждое кольцо в специальное приспособление, обточить и расточить с двух сторон фаски 1х450.
    - Проверить каждое кольцо по фальшцилиндру с пропиловкой замка до получения заданного теплового зазора.
    - Шлифовать торцы кольца (с охлаждением) окончательно в размер.

    технология изготовления поршневых колец производство поршневых колец изготовление поршневых колец

    Похожие товары

    Лепнина, как декорация зданий, используется с непамятных времен. Этому свидетельствуют памятники архитектуры, которые сохранились до наших дней.
     
    Заточные станки широко используются в производстве, без них просто никак. Многие предприятия создают у себя, если не целые цехи по изготовлению инструмента, то хотя бы небольшие отделы.
    Деревянные дома строятся в нашей стране на протяжении многих лет, и даже появление огромного количества современных строительных материалов лишенных многих недостатков,
    При производстве сухого массивного профилированного бруса и профилированного бревна применяется новая высокотехнологичная сушильная камера, основанная на инновационном методе сушки с использование
    В последнее время пользуются спросом деревянные дома из профилированного бруса.