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

Классы МПК:B23P6/02 поршней или цилиндров
B24B1/00 Способы шлифования или полирования; применение вспомогательного оборудования в связи с такими способами (способы, отличающиеся использованием особых станков или устройств, см соответствующие рубрики для этих станков или устройств)
Автор(ы):, ,
Патентообладатель(и):Учкин Павел Григорьевич (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2012-10-11
публикация патента:

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 Dспособ увеличения ресурса цилиндра двухтактного двигателя внутреннего   сгорания пд-10м, патент № 2511156 =74,25способ увеличения ресурса цилиндра двухтактного двигателя внутреннего   сгорания пд-10м, патент № 2511156 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.

Формула изобретения

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 Dспособ увеличения ресурса цилиндра двухтактного двигателя внутреннего   сгорания пд-10м, патент № 2511156 =74,25способ увеличения ресурса цилиндра двухтактного двигателя внутреннего   сгорания пд-10м, патент № 2511156 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 n Д=600 об/мин, частотой вращения шлифовального круга n К=4500 об/мин и скоростью перемещения стола станка V C=6 м/мин, а

хонингование ведут с частотой вращения хонинговальной головки - 220 об/мин и возвратно-поступательным движением - 9,4 м/мин.

Описание изобретения к патенту

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=D p.p или отличается от него на 0,05-0,1 мм, следует проверить расчетный размер по формуле:

способ увеличения ресурса цилиндра двухтактного двигателя внутреннего   сгорания пд-10м, патент № 2511156

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.pспособ увеличения ресурса цилиндра двухтактного двигателя внутреннего   сгорания пд-10м, патент № 2511156 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:

способ увеличения ресурса цилиндра двухтактного двигателя внутреннего   сгорания пд-10м, патент № 2511156

где D - диаметр цилиндра, мм;

способ увеличения ресурса цилиндра двухтактного двигателя внутреннего   сгорания пд-10м, патент № 2511156 z - допускаемое напряжение на растяжение (для чугунных цилиндров способ увеличения ресурса цилиндра двухтактного двигателя внутреннего   сгорания пд-10м, патент № 2511156 z=50-60 МПа);

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

способ увеличения ресурса цилиндра двухтактного двигателя внутреннего   сгорания пд-10м, патент № 2511156 .

Толщина стенки цилиндра выбирается с некоторым запасом прочности способ увеличения ресурса цилиндра двухтактного двигателя внутреннего   сгорания пд-10м, патент № 2511156 способ увеличения ресурса цилиндра двухтактного двигателя внутреннего   сгорания пд-10м, патент № 2511156 способ увеличения ресурса цилиндра двухтактного двигателя внутреннего   сгорания пд-10м, патент № 2511156 р. Реальная толщина способ увеличения ресурса цилиндра двухтактного двигателя внутреннего   сгорания пд-10м, патент № 2511156 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 способ увеличения ресурса цилиндра двухтактного двигателя внутреннего   сгорания пд-10м, патент № 2511156 способ увеличения ресурса цилиндра двухтактного двигателя внутреннего   сгорания пд-10м, патент № 2511156 способ увеличения ресурса цилиндра двухтактного двигателя внутреннего   сгорания пд-10м, патент № 2511156 р.

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

Напряжения растяжения от действия максимального давления газов:

способ увеличения ресурса цилиндра двухтактного двигателя внутреннего   сгорания пд-10м, патент № 2511156

Температурные напряжения в цилиндре:

способ увеличения ресурса цилиндра двухтактного двигателя внутреннего   сгорания пд-10м, патент № 2511156

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

способ увеличения ресурса цилиндра двухтактного двигателя внутреннего   сгорания пд-10м, патент № 2511156 ц - коэффициент линейного расширения, 1/К (для чугуна способ увеличения ресурса цилиндра двухтактного двигателя внутреннего   сгорания пд-10м, патент № 2511156 ц=11·106);

способ увеличения ресурса цилиндра двухтактного двигателя внутреннего   сгорания пд-10м, патент № 2511156 Т - перепад температур, К (по опытным данным для верхней части втулки способ увеличения ресурса цилиндра двухтактного двигателя внутреннего   сгорания пд-10м, патент № 2511156 T=100способ увеличения ресурса цилиндра двухтактного двигателя внутреннего   сгорания пд-10м, патент № 2511156 150);

µ - коэффициент Пуассона (для чугуна µ=0,23способ увеличения ресурса цилиндра двухтактного двигателя внутреннего   сгорания пд-10м, патент № 2511156 0,27).

способ увеличения ресурса цилиндра двухтактного двигателя внутреннего   сгорания пд-10м, патент № 2511156 .

Суммарные напряжения в цилиндре от давления газов и перепада температур:

на наружной поверхности: способ увеличения ресурса цилиндра двухтактного двигателя внутреннего   сгорания пд-10м, патент № 2511156

на внутренней поверхности: способ увеличения ресурса цилиндра двухтактного двигателя внутреннего   сгорания пд-10м, патент № 2511156

Суммарное напряжение для чугуна способ увеличения ресурса цилиндра двухтактного двигателя внутреннего   сгорания пд-10м, патент № 2511156 'способ увеличения ресурса цилиндра двухтактного двигателя внутреннего   сгорания пд-10м, патент № 2511156 =100способ увеличения ресурса цилиндра двухтактного двигателя внутреннего   сгорания пд-10м, патент № 2511156 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 V C=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.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2511156

patent-2511156.pdf

Класс B23P6/02 поршней или цилиндров

способ формирования металлопокрытия контактной приваркой присадочных проволок -  патент 2517640 (27.05.2014)
способ обработки, в частности механической обработки, по меньшей мере, одной направляющей отработанные газы поверхностной зоны компонента двигателя внутреннего сгорания или компонента картера двигателя, а также картер двигателя внутреннего сгорания и гильза цилиндра -  патент 2483855 (10.06.2013)
способ восстановления деталей из алюминиевых сплавов -  патент 2472605 (20.01.2013)
способ восстановления вала -  патент 2453413 (20.06.2012)
способ восстановления вала -  патент 2420386 (10.06.2011)
способ восстановления физико-механических свойств металла корпусов энергетических реакторов ввэр-1000 -  патент 2396361 (10.08.2010)
способ восстановления постелей коренных подшипников блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания -  патент 2374058 (27.11.2009)
способ ремонта блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания -  патент 2365479 (27.08.2009)
способ восстановления вала -  патент 2337802 (10.11.2008)
способ восстановления наплавкой плунжера гидроцилиндра подушек валков -  патент 2327555 (27.06.2008)

Класс B24B1/00 Способы шлифования или полирования; применение вспомогательного оборудования в связи с такими способами (способы, отличающиеся использованием особых станков или устройств, см соответствующие рубрики для этих станков или устройств)

устройство для шлифования абразивными кругами -  патент 2522503 (20.07.2014)
способ обработки цилиндрических поверхностей сапфировых деталей, сапфировая плунжерная пара и насос-дозатор на ее основе -  патент 2521129 (27.06.2014)
способ бесцентрового шлифования высокотвердого порошкового материала -  патент 2519173 (10.06.2014)
способ заточки лезвий коньков -  патент 2518027 (10.06.2014)
способ удаления заусенцев с малогабаритных деталей -  патент 2516326 (20.05.2014)
изделие для обработки поверхности и способ его изготовления -  патент 2515428 (10.05.2014)
способ изготовления режущих керамических пластин из нитридной керамики -  патент 2491367 (27.08.2013)
способ полировки алмазных пластин -  патент 2483856 (10.06.2013)
способ финишной обработки полости гильзы цилиндра двс и устройства для его осуществления -  патент 2482951 (27.05.2013)
способ обработки наружной поверхности изделий из цирконий-ниобиевых сплавов -  патент 2479403 (20.04.2013)
Наверх