Метод на обработка на буталото
Употреба: в машиностроенето, по-специално при обработката на бутала на двигател с вътрешно горене, монтирани в цилиндъра (цилиндрова обвивка) на двигателя с работна хлабина. Същността на метода се състои в това, че по време на обработката на буталото, последното се подлага на механична и антифрикционна обработка до образуване на релеф на повърхността му с височина R = 10 - 50 μm и относителна площ, заета от правилни неравности 70 - 90%. Обработката се извършва до получаване на диаметър на буталото, избран по формулата D = D1 + (3 - 3,5)R10 -3 , където D1 е номиналният диаметър на буталото съгласно чертежа. Такава обработка позволява да се намали работната междина между буталото и цилиндъра и по този начин да се намалят отпадъците от масло.
Изобретението се отнася до машиностроенето, по-специално до обработката на бутала на двигател с вътрешно горене, монтирани в цилиндъра (цилиндровата втулка) на двигателя с работна хлабина.
Известен метод за обработка на буталото на двигател с вътрешно горене, при който буталото се подлага на механична и антифрикционна обработка до получаване на микрорелеф върху обработената повърхност с височина Pa 2,5 10 μm и стойност на опорната повърхност 1 2 μm в рамките на 20 30% (1). При известния метод повърхността на буталото първо се обработва с фреза, като се получава частично правилен релеф и след това се трие с антифрикционни пръти, като се получава крайната микрогеометрия. Частично правилният релеф се характеризира с дълбочината на неравностите и относителната площ, заета от правилните неравности (GOST 24773-81 "Повърхности с правилен микрорелеф". Класификация, параметри и характеристики). Такава обработка на буталото намалява силите на триене на буталото върху цилиндъра (цилиндърната обшивка) в областта на полата на буталото и елиминира възможността от надраскване по време на триене.
Обработеното бутало е монтирано вцилиндър с работна хлабина, чиято стойност зависи от много фактори, по-специално от състоянието на обработената повърхност на буталото. Един от начините за увеличаване на ефективността на двигателя с вътрешно горене е намаляването на работната междина. В този случай, на първо място, се намалява консумацията на масло за отпадъци. Въпреки това, намаляването на работната хлабина в двойка бутало-цилиндър (втулка) може да доведе до надраскване и задръстване на буталото. Използването на известния метод, взет като прототип, може да намали вероятността от надраскване в двойка бутало-цилиндър, но дадените параметри на повърхността са избрани от условията на работа на двигателя при нормални условия и не отразяват изискванията за топография на повърхността при промяна на празнината в двойката.
Целта на изобретението е да се създаде метод за обработка на бутало, който осигурява геометрични параметри, които позволяват да се намали пролуката между буталото и цилиндъра, като се елиминира надраскването по време на работа на двигателя.
Целта се постига с факта, че при метода за обработка на бутало, монтирано в цилиндър (втулка) с междина, включващ механична обработка за получаване на частично правилен профил и антифрикционна обработка до получаване на микрорелеф на повърхността, по време на механична и антифрикционна обработка се формира релеф с височина R 10 50 μm и относителна площ, заета от правилни неравности от 70 90%, докато обработката се извършва до получава се диаметър на буталото, избран по формулата D D1 + (3 - 3,5)10 -3 R, където D1 е номиналният диаметър на буталото съгласно чертежа, mm.
Профилът на работната повърхност, обработен със зададените параметри, позволява да се намали разстоянието между буталото и цилиндъра поради факта, че профилът е добре разработен, има маслени джобове, които подобряват смазването на контактните повърхности и, ако е необходимо, поставянето на материализдатини на неравности с възможно преоформяне на издатините в процеса на вработване. Антифрикционното покритие позволява да се увеличи натоварването на лагера, което възниква при контакта на двойката бутало-цилиндър (втулка). Коефициентът 3 3,5 определя максималния диаметър на буталото, до който последното може да бъде увеличено. Намаляването на съотношението под 3 няма да даде осезаеми резултати, а увеличаването на съотношението над 3,5 може да доведе до надраскване и задръстване на буталото в цилиндъра.
Предложеният метод се осъществява по следния начин. Буталото се подлага на окончателно копиране до окончателния размер, като се вземе предвид увеличението на диаметъра на буталото с количество, равно на (3 3,5) R10 -3. След тази обработка профилирани фрези (радиусни или ъглови с даден профил) се струговат на същата машина с дълбочина на рязане 10-50 µm, съответстваща на необходимата височина на релефа, за да се получи частично правилен профил. Въпреки това, реалната дълбочина на профила след завъртане се получава с 1-5 микрона повече от зададената поради грешката при определяне на момента на контакт на фрезата и образуването на купчини и неравности по ръбовете на кухината на външната повърхност на буталото. След завъртане върху повърхността на буталото се нанася антифрикционно покритие, например чрез триене с пръти, съдържащи антифрикционно вещество. След триене повърхността на буталото придобива необходимата микрогеометрия и размери.
Методът на обработка е тестван при обработката на бутала на дизелов двигател D-466M за трактори TT-4M. Буталото имаше овален бъчвообразен профил с диаметър 130 mm. Серийната междина между полата на буталото и цилиндъра (втулката) беше 0,23-0,26 mm, грапавостта на повърхността Ra 0,8-1,25 µm с калайдисване и графитизация.
На експерименталните бутала бяха зададени следните размери: релефна височина R 10 50 µm; относителна стойностплощ, заета от правилни неравности, 70 90% диаметри на буталата, изчислени по формулата, 130,030 mm; 130.120 мм; 130.175 мм.
Предварително обработеното бутало беше подложено на окончателна механична обработка, за да се получат определените диаметри и грапавост на повърхността Ra от 0,3 до 1,25 μm. След това, за да се създаде частично правилен профил, беше взет диамантен фреза с ъглов профил с ъгъл при върха 150 175 o , главният ъгъл в плана = 5 и спомагателният ъгъл в плана 1=7 . Дълбочината на рязане е 10-50 µm, подаването е 0,37-0,41 mm/об. В резултат на обработката височината на релефа се оказа с 15 микрона повече от зададената. След получаване на частично правилен профил, повърхността на буталото се търка с антифрикционни пръти, които включват метал (мед, калай и др.), Антифрикционно вещество (молибденов дисулфид, борен нитрид, графит) и финозърнест абразивен пълнител. Обработката се извършва чрез суперфиниширане на струг със сила на натискане на прътите P= 4 10 kg/cm 2 , времето за обработка е около 30 s. Обработените бутала бяха монтирани на двигателя и тествани на тестов стенд.
Резултатите от теста показаха, че не е наблюдавано задиране на буталото през целия период на стандартните тестове. В същото време консумацията на масло за отпадъци значително намалява от 0,6-0,8% от консумацията на гориво при серийни двигатели до 0,16-0,3% при експериментални, като същевременно се поддържат приблизително постоянни всички останали параметри на двигателя.
Метод за обработка на бутало, предназначено за монтаж в цилиндър с междина, при който буталото се обработва за получаване на частично правилен профил и антифрикционна обработка до получаване на микрорелеф на повърхността, характеризиращ се с това, че по време на механична и антифрикционна обработка се формира релеф с височина R от 10-50 μm истойността на относителната площ, заета от правилни неравности от 70-90%, докато обработката се извършва до получаване на диаметър на буталото D, избран по формулата D D1+(3,0 3,5)R 10 -3, където D1 е номиналният диаметър съгласно чертежа.
MM4A Предсрочно прекратяване на български патент за изобретение поради неплащане на таксата за поддържане в определения срок