1276

Окончание табл. 2.28

Отсортированные на 4–5 групп поршни маркируют номером размерной группы, а затем при сборке комплектуют по этому признаку (селективная сборка). Сортировочный допуск дает возможность обеспечить зазор между поршнем и цилиндром в пределах, который практически достигается при точности обработки заготовок этих сопрягаемых деталей по 3 квалитету точности.

2.7.3. Технологические маршруты обработки поршневых колец

Поршневые кольца предназначены для уплотнения зазора между стенками цилиндра (гильзы) и поршнем в целях предотвращения проникновения газов из камеры сгорания в картер (компрессионные кольца) и смазочного масла из картера в камеру сгорания (маслосъемные кольца). В двигателях тракторов

121

на поршень устанавливаются обычно 2–3 компрессионных

и1–2 маслосъемных кольца. Поршневые кольца должны плотно

ис равномерным распределением удельного давления прилегать к стенкам цилиндра по всей окружности. Для этого поршневые кольца выполняют с наружным диаметром в свободном состоянии больше, чем диаметр цилиндра (гильзы) и делают прорези. На рис. 2.14 приведены виды поршневых колец и их профили в радиальном сечении.

Рис. 2.14. Виды поршневых колец и их профили в радиальном сечении

Компрессионные кольца (рис. 2.14, а) имеют в радиальном сечении прямоугольную форму, на внешней образующей которой делают фаску под углом 30°. Эти кольца работают в условиях высоких температур и полусухого трения, особенно кольцо, расположенное у камеры сгорания. Верхнее компрессорное кольцо, работающее в наиболее тяжелых условиях, подвергается пористому хромированию с последующим лужением слоем олова толщиной 0,005–0,01 мм. Толщина хромового покрытия

0,1–0,2 мм, глубина пор 0,04–0,06 мм.

Маслосъемные кольца (рис. 2.14, б) более разнообразны по конструкции, однако их назначение (отвод излишков масла) и расположение на поршне не требует придания им особых газоуплотняющих и теплоотводящих свойств. Наиболее распро-

122

страненная конструкция этих колец представляет собой кольца с радиальными углублениями по торцовой поверхности, предназначенными для перепуска масла во внутреннюю полость поршня. В поршневых кольцах для предохранения их от заклинивания при расширении от нагрева в прорези (замке кольца) предусматривают зазор 0,2–0,6 мм.

Для изготовления поршневых колец применяют высококачественные перлитные чугуны, легированные хромом, молибденом, вольфрамом или ванадием, а также модифицированный чугун. Наряду с чугунными (литыми) поршневыми кольцами в ряде конструкций двигателей применяют стальные и металлокерамические маслосъемные кольца.

Точность обработки по высоте кольца выдерживают в пределах 7–8 квалитетов, шероховатость поверхности торцов Ra ≤ 1,25 мкм. Допуск на ширину прорези в замке в сжатом состоянии кольца 0,1–0,2 мм. Отклонение от параллельности торцовых поверхностей допускается в пределах допуска на высоту кольца. Отклонение от соосности наружной внутренних поверхностей не более 0,1 мм. Шероховатость внешней боковой поверхности кольца Ra ≤ 2,5 мкм.

Коробление торцовых поверхностей не должно превышать 0,05–0,07 мм. Местный радиальный зазор (просвет) между испытываемым кольцом и зеркалом гильзы (калибром) не должен превышать 0,02 мм. Упругость поршневого кольца проверяется его сжатием до получения в замке зазора, соответствующего зазору кольца в цилиндре. Технологический маршрут обработки компрессионного поршневого кольца представлен в табл. 2.29.

123

Окончание табл. 2.29

П р и м е ч а н и е. Обработку поршневых колец на операциях 30–90 производят партиями по 30–50 колец, закрепленных в приспособлении (на оправке или в стакане) в сжатом состоянии.

124

Верхнее компрессионное кольцо подвергается также хромированию и лужению.

При изготовлении маслосъемных колец после растачивания дополнительно выполняются операции по протачиванию канавок и фрезерованию прорезей для отвода масла.

2.7.4. Технологические маршруты обработки гильз цилиндров

Различают сухие и мокрые гильзы. Сухие (короткие) гильзы из материала повышенной износостойкости устанавливают в верхней части цилиндра двигателя и прилегают всей своей наружной поверхностью к цилиндру блока двигателя. Сухие гильзы применяют, в основном, в блоках двухтактных двигателей. Мокрые гильзы сопрягаются с блоком лишь по посадочным пояскам и по торцу буртов, а наружная поверхность между поясками может оставаться необработанной. Блоки тракторных и автомобильных двигателей имеют мокрые гильзы. Гильзы изготавливают из серых чугунов СЧ 20, СЧ 30 и из специальных чугунов с легирующими добавками.

Повышение износостойкости зеркала гильзы в ряде случаев достигается ее хромированием (толщина хрома 0,05–0,1 мм).

Для повышения износостойкости автотракторных гильз поверхность зеркала гильзы подвергают закалке с нагревом токами высокой частоты до твердости HRC 40–50 на глубину не менее 1,5 мм.

Заготовки гильз изготовляются литьем в земляные, оболочковые формы или центробежным литьем. Припуски на механическую обработку составляют 1,5–2,5 мм на сторону. Отливки очищают от песка и пригоревшей земли и подвергают отжигу.

Основной объем работ по механической обработке гильз приходится на токарные и расточные операции. При обработке необходимо учитывать, что гильза представляет собой тонкостенный цилиндр, легко деформируемый под действием усилий зажима и сил резания.

Основные технические требования к механической обработке заключаются в следующем. Точность изготовления отверстия автотракторных гильз обеспечивается в пределах 6–8 квалитетов.

125

Для получения точного сопряжения с поршнем гильзы в пределах допуска сортируют на группы с более жестким допуском в пределах 10–20 мкм. Допустимое отклонение формы отверстия на всей гильзе должно быть в пределах допуска груп-

пы (10–20 мкм).

Рис. 2.15. Гильза цилиндров двигателя ЯМЗ-238НБ

Допуски на диаметры наружных поверхностей (посадочные пояски) обычно назначаются по 6 квалитету точности. Биение посадочных поясков относительно внутренней поверхности

Ra ≤ 0,16 мкм.

В обработанном виде гильза должна быть подвергнута гидравлическому испытанию под давлением 0,4 МПа.

Для получения заданной шероховатости поверхности гильза на заключительных операциях обработки подвергается шли-

126

фованию поясков и бурта и многократному хонингованию зеркала цилиндра (черновое, получистовое, чистовое, тонкое).

В качестве примера на рис. 2.15 показана гильза тракторного двигателя ЯМЗ-238НБ, а в табл. 2.30 приведен технологический маршрут механической обработки этой гильзы.

Таблица 2.30

Технологический маршрут обработки гильзы цилиндров двигателя

127

Окончание табл. 2.30

Для контроля гильз цилиндров применяются пневматические и индикаторные приспособления.

Контролируются диаметры и форма отверстия, толщина бурта, торцовое и радиальное биения. На специальных устройствах производится автоматический контроль внутреннего диаметра гильз и их сортировка по размеру на группы.

128

2.8. Технологический маршрут обработки лопаток паровых и газовых турбин

Количество лопаток на одну турбину составляет 1500–3000 штук. Поэтому даже при мелкосерийном производстве турбин производство лопаток будет крупносерийным или массовым.

Лопатки турбин представляют собой детали пониженной жесткости с криволинейными, точными поверхностями, требующими сложной механической обработки.

Основными технологическими задачами при производстве лопаток являются:

•получение установочных поверхностей лопатки (замка)

свысокой точностью;

•достижение правильного положения пера лопатки относительно замка;

•обеспечение точной формы и низкой шероховатости криволинейных поверхностей пера лопатки для уменьшения потерь на трение пара или газа о поверхность вращающейся лопатки.

На рис. 2.16 показаны лопатки паровых (рис. 2.16, а) и газовых турбин (рис. 2.16, б).

аб

Рис. 2.16. Лопатки турбин: а – паровых; б – газовых

Лопатки турбин делятся на направляющие (неподвижные) и рабочие (вращающиеся вместе с ротором). Главные части лопаток – это замок 1 и рабочая часть 2, называемая пером. Выпуклую поверхность пера называют «спинка», а вогнутую – «корыто». Лопатки паровых турбин применяются с длиной пера 200–1000 мм и более, для газовых турбин – 30–600 мм.

129

Ориентировочные технические условия на изготовление рабочих лопаток паровых турбин следующие.

Лопатки паровых турбин изготавливают их легированных сталей 1Х13, 2Х13, Х17Н2, 15Х11МФ, 1Х18Н9Т, 18ХНВА,

ХН35ВТ и др., а газовых турбин – из специальных высоколегированных жаропрочных сталей и сплавов.

Заготовки лопаток бывают в виде штамповок, получаемых в закрытых штампах, или в виде вальцованных штамповок. Кроме того, заготовки лопаток получают выдавливанием в горячем состоянии в специальных матрицах. Заготовки лопаток небольших размеров и массы получают литьем по выплавляемым моделям.

Припуски на обработку получают при штамповке в закрытых штампах в пределах 1,5–2,5 мм, при вальцевании заготовок – в пределах 0,6–0,8 мм на сторону. Литье по выплавляемым моделям дает возможность получить припуск 0,1–0,4 мм на сторону.

Технологическими базами рабочих лопаток служат посадочные места хвоста и профильные части лопаток.

Для надежного закрепления лопаток на черновых и получистовых операциях выбирают в качестве баз профильные части лопаток, в качестве чистовых технологических баз – хвостовые части лопатки.

Основные операции можно разделить на операции по обработке замка и операции по обработке пера. При обработке замка главные операции – фрезерование и протягивание замковой части, а при обработке пера – фрезерование наружной и внутренней

130