Изготовление и установка поршневых колец

Изготовление  поршневых колец

   В условиях авторемонтных мастерских наиболее приемлемым является изготовление поршневых колец методом термической фиксации замка из чугунных маслот , отлитых в сухие формы.

   Твердость маслот но Бринелю должна быть в пределах

240 - 260 единиц, а твердость готовых колец (после термофиксации ) в пределах 98 - 103 единиц по Роквеллу , шкала В.

   Микроструктура поршневых колец должна представлять собой мелкопластинчатый или сорбитообразный перлит с равномерно распределенным мелким пластинчатым графитом завихренной или прямоугольной формы и с разомкнутой сеткой из фосфидной эвтектики. Количество феррита в микроструктуре не должно превышать 5% поля зрения шлифа; структурно, свободный цементит должен отсутствовать. Качество чугуна можно определять также приближенно по излому кольца. Чугун должен быть при этом мелкозернистым, равномерно серого цвета и иметь своеобразный бархатистый вид.

   Механическая обработка поршневых колец из маслот состоит из следующих операций:

   1. Обточка и расточка маслоты на токарном станке в четырех- или трехкулачковом патроне с одной установки.

   Наружный и внутренний диаметры полученной в результате этой обработки трубы должны определяться по следующим, формулам:

где: Dнар и Dцил — наружный и внутренний диаметры обработанной маслоты ,

Dцил — диаметр цилиндра, для которого делается поршневое кольцо,

t —радиальная  толщина поршневого кольца,∆  — припуск на диаметр, зависящий  от ширины дисковой фрезы, которой  производится разрезка замка.  Этот припуск: подсчитывается  по формуле:

где:b —ширина  фрезы для разрезки кольца (она  должна быть возможно меньшей, но не более 1,0 мм).

   2. Отрезка из полученной трубы заготовок по ширине поршневых колец с, припуском на последующую шлифовку торцев в 0,15 — 0,25 мм (на обе стороны). Перед отрезкой заготовок для маслосъемных колец проточить по наружному диаметру канавки шириной 2,3 ±0,1  мм. и глубиной 0,6 + 0,1 мм, а в заготовках для компрессионных колец снять фаску по внутренней  цилиндрической поверхности в соответствии с чертежами колец .

   3. Фрезеровка 9 прорезей для отвода,  масла, в заготовках для маслосъемных колец или сверловка в них на равных расстояниях 30—35 отверстий диаметром 1,84^2 мм.

   4. Шлифовка торцев колец на плоскошлифовальном станке с магнитным столом до окончательного размера.

   5. Размагничивание колец.

   6. Разрезка колец тонкой дисковой фрезой.

   Толщина фрезы должна соответствовать подсчитанной в п. 1 величине Д.

После разрезки кольца подвергаются термической фиксации замка, задачей которой является придание кольцам требуемой упругости  путем разведения замка и фиксации кольца в этом состоянии термической обработкой

   Операция термической фиксации замка производится на специальной оправке, состоящей из двух зажимных шайб диаметром 90—95 мм и толщиной 8—10 мм, стягиваемых после набора поршневых колец стяжным болтом с гайкой. Для разведения замка в кольцах на оправке к нижней зажимной шайбе привертывается или приваривается планка, шириной 14—14,5 мм, в боковые поверхности которой упираются стыки поршневых колец. В верхней зажимной шайбе делается паз для свободного прохода планки при зажиме различных по высоте стопок поршневых колец.

   В зажимных шайбах, для равномерного нагревания поршневых колец, просверлено по нескольку отверстий диаметром 10—12 мм, благодаря которым нагревательная среда омывает также и внутреннюю цилиндрическую поверхность стопки колец.

   Оправка с набором поршневых колец, подготовленная для термической фиксации замка, изображена на рис. 80.

   Термообработку рекомендуется производить в отпускных печах или соляных ваннах из азотнокислого натрия  или азотнокислого калия.

   Температура печи или ванны должна быть в пределах 550— 600"С, а время выдержки в ней оправки с кольцами 45—60 мин. Последующее охлаждение оправки с кольцами производится на воздухе. Очень важно выдерживать температуру нагрева колец в указанных выше пределах. При более низких температурах время выдержки сильно увеличивается, а степень фиксации замка снижается: упругость, колец при этом получается недостаточной.

   Термическая фиксация замка при температурах выше 600°С приводит к значительному снижению твердости колец. Кроме того, температура в 600°C является также предельной и для рекомендованных выше соляных ванн. Необходимо иметь в виду, что перегрев этих ванн (нагрев до температур выше 600 С) может привести к разложению солей с опасностью взрыва.

   Время выдержки оправок с кольцами в печи или ванне выбирается с таким расчетом, чтобы в результате термической обработки замок был зафиксирован на 90% от ширины разводной планки оправки, т. е. на 12,5—13 мм.

   В соляную ванну оправки с кольцами должны загружаться сухими, очищенными от масла и грязи. При работе у соляной ванны необходимо пользоваться защитными очками.

   Ванну периодически следует очищать сетчатой ложкой от посторонних веществ.

   В результате термической фиксации колец на их поверхности остается окалина (при фиксации в печах) или пленка соли (при фиксации в ваннах). Для удаления окалины необходимо замачивать кольца в керосине в момент охлаждения их после термофиксации до температуры 50—70°С ,

   Пленка солей с поверхности колец легко удаляется путем промывки их в кипящей воде.

   Для улучшения и ускорения приработки колец к цилиндрам рекомендуется их рабочую цилиндрическую поверхность лудить (электролитически ) или фосфатировать .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Установка поршневых колец

   1.Поршневые кольца устанавливаются на поршень только после соединения поршня с шатуном. Если повторно устанавливаются снятые поршни, тщательно очистите их, особенно канавки для поршневых колец и отверстия для удаления масла, расположенные в канавке поршневого кольца.

   Очистить канавки поршня от отложений углерода можно при помощи специального приспособления или при помощи куска старого поршневого кольца. При прочистке канавок поршневых колец проявляйте осторожность и не допускайте снятия металла поршня.

   2. Перед установкой новых поршневых колец следует проверить зазоры в их замках.

    3. Разложите шатунно-поршневые сборки с комплектами колец на рабочей поверхности верстака. С этого момента каждый комплект колец будет жестко “привязан” к своему поршню. Теперь можно приступать к измерению зазоров в замках колец.

   4. Заправьте верхнее (первое) компрессионное кольцо внутрь первого цилиндра двигателя и выровняйте его перпендикулярно, протолкнув вниз днищем поршня. Кольцо должно оказаться в районе нижней границы рабочего хода колец в цилиндре.

   5. Определите величину зазора в замке кольца при помощи щупа лезвийного типа. Лезвие(я) щупа должно туго проскальзывать в замке. Сравните результат измерения с требованиями Спецификаций. Если величина зазора выходит в ту или иную сторону за пределы допустимо го диапазона, прежде всего, еще раз удостоверьтесь, что не перепутали кольца.

    6. Если зазор слишком мал, его можно расширить путем расточки напильником с мелким зубом. Зажмите прямоугольный напильник в тиски, затем наденьте кольцо замком на напильник, таким образом, чтобы конец последнего оказался внутри окружности кольца. Медленно тяните кольцо на себя, снимая избыток металла с его торцов в замке. Дойдя до конца напильника, снимите кольцо, вновь проверьте зазор, в случае необходимости повторите процедуру.

    Ни в коем случае не толкайте кольцо от себя на напильник, так как при этом края замка будут сходиться и велик риск разрушения металла.

    7. Чрезмерная величина зазора не является криминалом, если не превышает оговоренный в Спецификациях предел. Еще раз удостоверьтесь, что приобретенные комплекты колец отвечают по своим характеристикам потребностям двигателя Вашего автомобиля.

    8. Повторите процедуру для оставшихся колец (второго компрессионного и маслосъемного) поршня первого цилиндра, затем для всех прочих поршней. Помните, что теперь каждый комплект колец однозначно “привязан” к своему поршню, на который и должен быть установлен.

    9. Проверив и откорректировав должным образом зазоры в замках колец, можно приступать к надеванию их на свои поршни.

   10. Первым на поршень одевается маслосъемное (нижнее) кольцо.

Первым устанавливается маслосъёмное кольцо. При установке коробчатого маслосъёмного кольца с расширителем в виде спиральной пружины, замок пружины необходимо сместить на 180º относительно замка самого кольца. При установке составного маслосъёмного кольца сначала установите расширитель (расширители).

   Детали составного маслосъёмного кольца устанавливаются руками, без применения специального приспособления. Маслосъемное кольцо состоит из трех отдельных секций. Сначала заправьте в нижнюю канавку поршня пружинный расширитель маслосъемного кольца. Если расширитель оборудован противоротационным язычком, проследите, чтобы последний попал в ответное сверление в поршневой канавке. Теперь установите в канавку нижнюю рабочую секцию кольца.

   Во избежание случайного повреждения рабочих секций маслосъемного кольца не пользуйтесь для их установки никаким инструментом, - просто заведите в канавку под/над расширителем сперва один конец секции, плотно прижмите его пальцем и, двигаясь по периметру кольца, заправляйте оставшуюся часть. В последнюю очередь устанавливается верхняя рабочая секция кольца.

   Замки  пластинчатых колец расположите под углом 180º относительно друг друга.

    11. Посадив в нижнюю канавку поршня маслосъёмное кольцо, проверьте свободу вращения (скольжения в канавке) верхней и нижней рабочих секций.

   12. Следующим устанавливается второе компрессионное кольцо. Кольцо должно устанавливаться маркировкой вверх (к днищу поршня). Строго следуйте инструкциям изготовителей колец, которые обычно печатаются на упаковке комплекта. Не перепутайте второе компрессионное кольцо с первым (верхним) - они имеют различное поперечное сечение. Найдите на кольцах метку, указывающую какой стороной кольца должны устанавливаться в сторону днища поршня (вверх).

 Метки могут иметь вид: «ТОР»,  «Т», «•» или «○».

   13. Воспользовавшись специальным расширителем и проследив, чтобы кольцо было повернуто маркировкой вверх, посадите его в среднюю канавку на поршне. Старайтесь не разводить замок кольца больше чем это действительно необходимо для беспрепятственного надевания его на поршень.

   14. Действуя в аналогичной манере, установите первое (верхнее) компрессионное кольцо (маркировкой вверх). Постарайтесь не перепутать верхнее кольцо со вторым.

   15. Действуя в аналогичной манере, поочередно укомплектуйте кольцами все оставшиеся поршни.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список  литературы:

1. Технология машиностроения: В 2 т. Т.1. Основы технологии машиностроения: Учебник для вузов /В.М. Бурцев, А.С. Васильев, А.М. Дальский и др.; Под ред. А.М. Дальского.- 2-е изд., стереотип.- М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. – 564 с., ил.

2. Технология машиностроения: В 2 т. Т.2. Производство машин: Учебник для вузов /В.М. Бурцев, А.С. Васильев, О.М. Деев и др.; Под ред. Г.Н. Мельникова. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1999. – 640 с., ил.

3. Анурьев В.И. Справочник конструктора – машиностроителя: в 3-х т. – М.: Машиностроение, 2001.

4. Якушев А.И. Технология двигателестроения: Учебник для втузов. – М.: Машиностроение, 2005. – 350с., ил.