Технология размерного восстановления поршней автотракторных двигателей калибрующей накаткой

• Автор: Буттаев, Омар Магомедович
• Шифр специальности: 05.20.03
• Научная степень: Кандидатская
• Место защиты: Б. м.
• Количество страниц: 231 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1. Состояние вопроса и задачи исследования

1.1. Конструктивные особенности поршней автотракторных двигателей

1.2. Характер работы поршневых сопряжений

1.2.1. Характер и причины износа сопряжения поршеньгильза.

1.2.2. Характер работы и причины износа сопряжения отверстие в бобышкепалец.

1.2.3. Характер и причины износа сопряжения

поршневая канавкакольцо

1.3. Анализ существующих способов восстановления автотракторных поршней. .

1.4. Выводы.

1.5. Задачи исследований.
2. Теоретическое исследование кинематических и силовых
параметров комплексного восстановления изношенных поверхностей поршней калибрующей накаткой.
2.1. Программа и рабочая гипотеза.
2.2. Анализ износного состояния автотракторных поршней
2.3. Повышение интенсивности смазки сопряжения
поршеньгильза.
2.4. Формообразование при поверхностнопластической
деформации.
2.4.1. Схема формообразования юбки при восстановлении автотракторных поршней.
2.4.2. Схема восстановления отверстий в бобышках. .
2.4.3. Схема формообразования поршневых канавок.
2.5. Теоретическое обоснование сектора восстановления юбки
поршня.
2.6. Теоретическое обоснование силовых параметров. .
2.6.1. Расчет усилий дейст вующих на инструмент при деформировании юбки поршня.
2.6.2. Расчет усилий действующих на инструмент при деформации канавки.
2.6.3. Расчет усилий действующих на калибрующие элементы.
2.7. Конструкция оснастки для восстановления автотракторных поршней калибрующей накаткой
2.7.1. Конструкция накатного устройства для восстановления отверстий
в бобышках поршня.
2.7.2. Конструкция оснастки для восстановления поршневых
канавок.
2.7.3. Конструкция оснастки для восстановления юбки поршня.
2.8. Выводы.
3. Программа и методика исследований.
3.1. Методика исследования геометрических параметров.
3.1.1. Методика микрометрожа поверхностей поршня.
3.1.2. Методика обработки статистических данных износного
состояния ремфонда.
3.2. Методика микро и макроструктурных исследований.
3.3. Методика определения механических показателей.
3.3.1. Методика определения твердости и микротвердости.
3.3.2. Методика определения износостойкости.
3.4. Методика определения физических показателей.
3.4.1. Методика определения остаточных напряжений. .
3.4.2. Методика определения микронапряжений.
4. Разработка технологического процесса восстановления автотракторных поршней методом калибрующей накатки
4.1. Теоретическое моделирование режимов технологического
процесса.
4.2. Технологический процесс восстановления автотракторных поршней.
4.3. Экспериментальная проверка качества восстановления автотракторных поршней. .
4.3.1. Исследование геометрических показателей качества
4.3.2. Анализ физических показателей качества
4.3.3. Результаты исследования структуры восстановленных поверхностей.
4.3.4. Анализ механических показателей.
4.3.5. Результаты эксплуатационных испытаний. .
4.4. Выводы.
5. Промышленная апробация результатов исследования.
5.1. Техникоэкономическое обоснование результатов исследования
5.2. Выводы.
Общие выводы и рекомендации.
Литература


Дншде поршня может быть разнообразной формы, которую выбирают в зависимости от способа организации рабочего процесса в двигателе. В карбюраторных двигателях в основном применяют плоское днище поршня, заисключением двухтактных, где для придания направленного движения заряда в цилиндре и управления открытием и закрытием окон днище имеет выпуклую форму. Головки поршней с днищами, в которых выполнены углубления для клапанов, а также головки с вытеснителями встречаются сравнительно редко. Необходимость замены поршней при ремонте определяется чаще всего выработкой канавки под верхним компрессионным кольцом [, ]. Этот износ происходит в результате трения кольца о торцевые плоскости канавки и высокой температуры, под действием которой ухудшаются механические характеристики материала поршня. Поэтому в форсированных дизелях все шире применяются поршни с залитой вставкой под первое, а иногда и под второе компрессионное кольцо (рис. Эту вставку выполняют из аустенитной или марганцовистой стали, а также из аустенитного чугуна, что приводит к существенному повышению износостойкости кольцевых канавок. Часть поршней под канавками маслосъемных колец имеют кольцевые проточки, в которых по окружности просверлены отверстия для спуска в картер собираемого масла и для вентиляции картера (рис. Назначение нижнего пояса поршня заключается в передаче зеркалу цилиндра, нормального усилия N. Только часть юбки участвуют в передаче усилия. Эта часть лежит в пределах центрального угла р равного " [,]. Поэтому в некоторых конструкциях часть юбки под углом у удаляют (рис. Согласно, литературных источников [] температурная деформация в плоскости бобышек больше, чем в плоскости качения, по этим причинам износ в итоге имеет эллиптическую форму. РИС. Рис. Размеры большей оси эллипса, расположенной в плоскости, перпендикулярной оси поршневого пальца, выбраны так, что обеспечивают работу поршня не прогретого двигателя без значительных стуков и перекосов. Но мере нагревания поршня, в процессе работы двигателя, юбка начинает расширяться в направлении оси поршневого пальца, а ее форма приближается к цилиндрической. Возможность использования нежесткой конструкции нашла отражение в поршнях с прорезями Т-образной и -образной формы. За счет наличия прорезей между уплотняющим и направляющим поясками уменьшается подвод теплоты к юбке поршня. В случае применения монометаллического поршня без прорезей малая величина диаметрального зазора при достаточной прочности достигается применением биметаллических терморегулируемых вставок размещенных в верхней части юбки. Автотермик. Авторематик. Диотерматик. Конформатик. В верхнюю часть юбки заливают стальное кольцо. Г Го окружности кольцо обычно заполняют зубчатым или с уширенисм в зоне бобышек для лучшего сцепления с основным металлом. Большая жесткость и малое увеличение диаметра юбки поршня достигается при установке в ее верхнюю часть стального кольца круглого или прямоугольного сечения. В процессе рабочего погружения под воздействием тепловых или механических нагрузок возникают сложные пространственные деформации сопрягаемых поверхностей поршня и гильзы цилиндра. Эти деформации вызывают неравномерное изменение зазора между гильзой цилиндра и поршнем, это ухудшает условие гидродинамической смазки трущихся поверхностей, отрицательно сказывается на расходе масла и может служить причиной различных дефектов: усталостных разрушений, износов и задиров. Особенно остра проблема массы поршня в быстроходных дизелях, для которых жесткие ограничения массово-габаритных показателей и применение легких конструкционных материалов обуславливает повышенный уровень деформации поршня. Для обеспечения нормальных условий работы и диаметрального зазора поршни современных двигателей выполняют с различными профилями по высоте: ступенчатыми, состоящими из нескольких конусов; криволинейными, в частности с бочкообразными, наиболее часто используемый в современном двигателестроении; прямолинейными. Большое распространение получили поршни с переменной толщиной юбки.