Втулка для цилиндр деталей (7 видео)

Цилиндровые втулки (гильзы). Втулки образуют рабочий объем цилиндра и направляют движение поршня. Работа втулок происходит в условиях высоких температур и давлений газов. Для обеспечения надежной и долговечной работы втулки должны быть прочными и жесткими с износостойкой поверхностью, по которой движется поршень. По условиям работы втулки цилиндров тепловозных дизелей охлаждаются водой. В зависимости от способа водяного охлаждения втулки разделяют на два типа:

Ø втулки без водяных рубашек в дизелях, где водяная полость образуется между втулкой и стенками блока;

Ø втулки с водяной рубашкой, когда водяная полость образуется между втулкой и рубашкой.

Цилиндровые втулки без водяных рубашек устанавливаются на дизели типов Д50, Д12, Д40, 12УРЕ.

На дизелях типов Д100, Д49, М750 цилиндровые втулки имеют напрессованные на них рубашки.

Цилиндровые втулки изготавливают, как правило, из специального чугуна или стали. Внутренняя поверхность втулки (зеркало цилиндра) обрабатывается хонингованием до высокого класса чистоты (шероховатость не более 0,63).

Рис. 5.16. Втулки цилиндров тепловозных дизелей типов:

Цилиндровая втулкадизеля типа Д50 (Рис. 5.16, а) отлита из чугуна СЧ24-44 и представляет собой цилиндр. Втулка имеет бурт 2, которым она входит в выточку блока цилиндров. На верхней части бурта проточен паз 1 для установки крышки цилиндра. На внутренней поверхности втулки выфрезерованы четыре выреза, позволяющие открываться клапанам газораспределения. В блоке втулка уплотнена в верхней части притиркой поверхности бурта к поясу блока, а в нижней части резиновыми кольцами. Аналогичную конструкцию цилиндровых втулок имеют четырехтактные дизели 12VFE17/24, K6S310DR и др.

Цилиндровые втулкидвухтактных дизелей типа Д40 (Рис. 5.16, б) отличаются тем, что в средней части имеют продувочные окна 1 и уплотняются по блоку в поясах 3, 4 и 5. В верхний бурт ввернуты шпильки 2, которыми втулка подвешена к крышке цилиндра. Между крышкой и втулкой установлена стальная омедненная прокладка, уплотняющая газовый стык. Два выреза 6 в нижней части втулки служат для прохода стержня шатуна, а два отверстия 7 предназначены для крепления приспособления, удерживающего поршень при выемке комплекта.

Цилиндровые втулкидизелей типа Д100 (Рис. 5.16, в) имеют особенности, определяемые конструкцией двигателя с расходящимися поршнями. Втулка 4 разгружена от осевых усилий, поэтому к блоку крепится только четырьмя небольшими шпильками с помощью фланца 5. В верхней части втулки расположены продувочные окна 3, а в нижней части втулки – выпускные окна 1. На среднюю часть втулки напрессована стальная рубашка 2, которая в нижней части стопорится кольцом. Для уплотнения водяной камеры между втулкой и рубашкой установлены резиновые кольца. В рубашке имеются два отверстия для подвода и отвода воды и три сквозных отверстия в рубашке и втулке для установки адаптеров форсунок и индикаторного крана. В блоке втулка с рубашкой уплотнены резиновыми кольцами и лабиринтом.

Цилиндровые втулкидизелейтипа Д49 (Рис. 5.16, г) изготовлена из хромомолибденового чугуна, обладающего высокой износостойкостью. На втулку 1 надета рубашка 2. Для уплотнения между втулкой, рубашкой. и блоком поставлены резиновые кольца. Втулка, также как и в дизелях типа Д40, крепится к крышке цилиндра с помощью шпилек 3. В блоке втулка фиксируется верхним 5 и нижним 6 опорными поясами. В отверстия верхнего торца запрессованы втулки 4 для перетока воды в крышку.

Цилиндровая втулкадизеля K6S310DR (Рис. 20) служит для направления движения поршня и вместе с ним и крышкой цилиндра образует камеру сгорания. Втулка отлита центробежным способом из высокопрочного чугуна и подвергнута закалке. Верхняя часть втулки выполнена утолщенной, так как давление газов в камере сгорания достигает 7 — 9 МПа (70-90 кгс/см 2 ). Внутреннюю поверхность втулки (зеркало цилиндра) диаметром 310 мм обрабатывают до высокой степени чистоты (шлифовка с последующим хонингованием).

Читайте также: Смазка цилиндра суппорта касторовым маслом

Содержание

Цилиндровые втулки двигателей внутреннего сгорания
Страницы работы
Маневровые локомотивы
Втулки цилиндров
🔍 Видео

Видео:Обработка втулки цилиндраСкачать

Цилиндровые втулки двигателей внутреннего сгорания

Страницы работы

Цилиндровые втулки двигателей внутреннего сгорания ; (д. в. с.) выполняют ряд важных функций в процессе преобразования энергии топлива в механическую работу. Стенки втулки вместе с крышкой (головкой) цилиндра и поршнем образуют камеру сгорания двигателя, служат направляющими для движения поршня, передают тепло от газов и поршня в систему охлаждения, воспринимают и передают на остов (блок) двигателя давление газов и боковые силы от поршня.

Втулка цилиндра дизеля работает в весьма сложных условиях: давление газов на стенку втулки достигает 140 кгс/см 2 и наблюдается тенденция к увеличению его; под действием циклически изменяющегося давления газов и смены направления действия боковой силы от поршня в стенке втулки возникают высокие напряжения, снижающие усталостную прочность втулки, а интенсивные колебания приводят к механическим разрушениям мест сопряжения втулок с блоком и повреждениям стенок, рубашек и блока дизеля со стороны охлаждающей жидкости.

Высокие тепловые нагрузки также приводят к напряжениям и вызывают деформации стенок цилиндровых втулок, ухудшают условия для взаимодействия с поршнем.

Различные отверстия в стенках цилиндровых втулок — для выпуска, газов и продувки цилиндров, установки форсунок и других переходных деталей (индикаторные краны, пусковые и предохранительные клапаны и т. п.) — создают местную концентрацию напряжений и снижают прочность.

Приведенный неполный перечень явлений, являющихся причиной снижения надежности цилиндровых втулок дизелей, привлекает внимание исследователей, конструкторов и специалистов, эксплуатирующих дизели. В технической литературе имеется много материалов, направленных на повышение срока службы цилиндровых втулок, однако эти материалы отрывочны, не систематизированы и иногда даже противоречивы. Поэтому авторы задались целью частично восполнить этот недостаток, изложив в одной книге результаты многолетних исследований по повышению надежности и срока службы ци-линдровых втулок транспортных дизелей, охватывающих все основные аспекты данной проблемы. Можно встретить различное наименование того или иного узла, например цилиндровая гильза и цилиндровая втулка. Согласно ГОСТ 7274—70 в книге принято название узла «втулка цилиндра», включающего следующие детали: втулку цилиндра, непосредственно воспринимающую действие газов и поршня; рубашку, образующую камеру охлаждения и воспринимающую часть нагрузки от газов и поршня; уплотнительные устройства рубашки на втулке и втулки в блоке цилиндров; переходные детали, слу- -жащие для установки в стенках цилиндра вспомогательных устройств (форсунок, кранов и т. п.). ₍

Описаны втулки только дизелей, применяемых на тепловозах, некоторых судах и в стационарных энергетических установках. .

1. Конструктивные особенности втулок цилиндров транспортных дизелей

В современных транспортных дизелях применяют вставные втулки цилиндров мокрого типа (охлаждаемые водой), которые монтируют непосредственно в блок цилиндров (дизели Д50, ПД1, ПД2, ДЗО, Д40, 11Д45), моноблок (дизель М756), или имеющие рубашки, которые образуют индивидуальные камеры охлаждения (дизели Д100, Д70, Д49, дизели ряда зарубежных фирм — Зульцер, Майбах, Фербенкс—Морзе, Бурмей-стер и Вайн, Мицубиси и др.).

Формы наружной поверхности втулок, цилиндров определяются их конструктивными особенностями. Так, у дизелей с мокрым блоком наружная поверхность втулки выполнена в виде ступенчатого цилиндра с большим диаметром в верхней части (зона камеры сгорания) и двумя-тремя посадочными поясами для установки их в блок цилиндров.

У дизелей с сухим блоком конфигурация втулок более сложная и разнообразная и зависит от конструкции и назначения рубашки, так как рубашка, кроме основного назначения (охлаждения), может выполнять роль силового элемента, воспринимающего часть нагрузки от давления газов, образующихся в цилиндре.

Читайте также: Цилиндр сцепления 2101 под педалью

Исходя из условий работы и предъявляемых требований (прочность, -износостойкость, стойкость к задирам и кавитаци-. онным повреждениям), материалом для втулок цилиндров служат чугун (серый марок СЧ 21-40, СЧ 24-44 и др., модифицированный и легированный серый чугун, высокопрочный ВПЧ) и стали.

Однако в большинстве случаев применяемые чугуны и стали не обеспечивают безаварийную и долговечную работу втулок, поэтому используют различные способы для упрочнения их рабочей и наружной поверхностей. В частности, наружную, омываемую водой поверхность хромируют, азотируют, освинцовывают или покрывают полимерными материалами на основе каучука (эластомеры ГЭН-150(В), 6Ф и др.).

Втулки цилиндров двухтактных двигателей по конструкции отличаются от втулок четырехтактных дизелей наличием про-дувочных и выпускных окон при прямоточно-щелевой (дизель ДЮО), или контурной продувках или только продувочных окон (при прямоточно-клапанной продувке — дизели ДЗО, Д40, 11Д45).

‘ Дизели с противоположно движущимися поршнями (п. д. п.) харьковского завода транспортного машиностроения им. Малышева типа Д100 (ЗД100 тепловоза ТЭЗ, ЗД100 и 14ДГ судовые, 6Д100 тепловоза ТЭЗО, 9Д100 нескольких тепловозов первых выпусков -ТЭ10, 1 ОД 100 тепловозов ТЭ10, 2ТЭ10 и 2Т&10Л), а также дизели фирм Фербенкс—Морзе, Делтик, фирмы- «Непир» и» др. имеют цилиндровые втулки открытого типа, у которых газовый стык отсутствует, так как давление газов в камере сгорания действует на днища поршней. В таких дизелях уплотнение от прорыва газов из камеры сгорания осуществляется лишь по переходным деталям вспомогательных узлов (адаптеров форсунок и индикаторного крана, пускового и предохранительного клапанов и др.).

Втулка цилиндра наиболее распространенного на тепловозах нашей страны дизеля типа ДЮО (рис. 1) включает в себя втулку 1, рубашку 2, адаптеры 3 для установки двух форсунок и индикаторного крана, упорное кольцо 4, выпускную коробку 5.

Втулку (рис. 2) отливают из хромоникелемолибденомедисто-го чугуна с пластинчатым графитом. Она имеет фланец (лапы) / для крепления к блоку дизеля, ручьи (канавки) 2 для установки уплотнительных колец, ребра 3 для опоры на рубашку и выемки для прохода охлаждающей воды, продувочные 7 и выпускные 5 окна, бонки (приливы) 6 для адаптерных отверстий и выточки 4 для образования камеры охлаждающей воды. Ниже нижнего посадочного пояса имеется канавка для постановки упорного кольца. Внутренняя (рабочая) поверхность втулки хонингуется и подвергается горячему фосфотиро-ванию для улучшения прирабатывающей способности. Поверхности сопряжения А — с блоком дизеля, Б — с рубашкой и В — с выпускной коробкой шлифуют. •

Заготовкой для рубашки цилиндра является цельнокатаная труба из стали 38ХА или 40Х. После отрезки заготовки и предварительной обработки рубашки производят алмазную расточку ее внутренних поверхностей, сопрягаемых со втулкой. Кромки адаптерных отверстий скруглены радиусом 3 мм, наклепаны дробью и покрыты бакелитовым лаком, как и внутренняя поверхность отверстий.

Видео:Моделирование обработки детали "втулка цилиндра"Скачать

Маневровые локомотивы

Видео:Способы установки деталей типа втулка в компании "Деталь Мастер". Гильзовка блока, установка втулок.Скачать

Втулки цилиндров

Втулки цилиндров дизеля (ПД1М) (рис. 6) служат в качестве направляющих для перемещения поршней. Они образуют рабочий объем цилиндров, в котором происходит преобразование химической энергии топлива в механическую энергию вращения коленчатого вала дизеля. В связи с высокой температурной напряженностью необходимо охлаждение втулок, а большая скорость возвратно-поступательных перемещений поршня определяет высокие требования к чистоте обработки их внутренней поверхности и качеству масла. Для отвода тепла, выделяемого при сгорании топлива, от стенок цилиндров втулки омываются водой, циркулирующей между блоком дизеля и охлаждающими секциями радиаторов.

Читайте также: Шлифовка блока цилиндров в нижнем тагиле

Специальных рубашек цилиндровые втулки не имеют, поэтому охлаждающая вода циркулирует непосредственно между втулками и корпусом блока.

Втулки отливают из специального антифрикционного легированного чугуна и выполняют с некоторым утолщением от середины к верху, так как в верхней части давление газов значительно больше, чем в нижней. Их внутренняя поверхность для снижения потерь на трение обрабатывается хонингованием.

Водяное пространство между втулкой цилиндра и блоком уплотнено в верхней части тщательной обработкой сопрягаемых опорных поверхностей А бурта втулки и блока, а в нижней части — тремя резиновыми кольцами, установленными в канавках 2 втулки. Плотность газового стыка между втулкой цилиндра и цилиндровой крышкой обеспечивается тщательной притиркой по поверхности Б.

Перед демонтажем втулки спускают воду из системы охлаждения блока, снимают клапанную коробку, цилиндровую крышку и вынимают поршень с шатуном. Втулку извлекают из блока при помощи приспособления и мостового крана.

Характерные неисправности втулок цилиндров: износ рабочей поверхности, вызывающий изменение ее цилиндрической формы; трещины; потеря герметичности водяного и газового стыков, коррозия стенок.

При выполнении ремонта ТР-3 измеряют износ рабочей поверхности цилиндровых втулок. Втулки, имеющие задиры, глубокие риски, на волакивание металла на рабочей поверхности, трещины в любом месте, коррозию стенки более 50 % толщины, заменяют, а имеющие износ по I поясу, превышающий допустимое значение, восстанавливают местным хромированием. Наработок (износ) в верхней части втулок от работы поршневых колец более 0,15 мм зачищается до плавного перехода. Цилиндровые втулки, имеющие глубокие риски, подплавление металла на рабочей поверхности цилиндра и трещины (независимо от размера и места расположения) подлежат замене. Допускается оставлять без замены втулки, если риски и мелкие задиры на рабочей поверхности цилиндра имеют глубину не более 0,5 мм и общую площадь не более 50 мм 2 .

Внутреннюю поверхность втулки цилиндра измеряют индикаторным нутромером. Размер и характер износа, а также степень деформации рабочей поверхности втулки и цилиндра определяют перед выемкой ее из блока и после установки в блок.

Для продления срока службы разрешается втулки, имеющие износ не более 0,5 мм, а овальность более 0,2 мм, поворачивать на 90° по отношению к оси коленчатого вала. При этом на втулку наносят новую риску.

Перед окончательным монтажом втулки цилиндра в блок производят ее «прикидку» без резиновых колец, а окончательный монтаж — с помощью приспособлений (рис. 7, а, б).

Герметичность водяных стыков между втулками цилиндров и блоком проверяют опрессовкой горячей водой при температуре 50-60 °С и давлении 0,30-0,35 МПа в течение 20 мин. Течь воды по нижнему пояску В устраняется заменой резиновых колец. Нарушение герметичности водяного стыка между блоком и втулкой по пояску А и газового стыка между втулкой и цилиндровой крышкой по поверхности Б устраняют шабровкой контактных поверхностей втулки с последующей их притиркой с помощью приспособлений, представляющих собой кольца соответствующей формы. Качество прилегания контактирующих поверхностей проверяют по краске. Прилегание должно быть непрерывным по всей окружности с шириной притирочного пояска не менее 2 мм. Для обеспечения герметичности по стыку А разрешается на посадочную поверхность бурта втулки наносить клей-эластомер ГЭН-150(В) или эпоксидную смолу на блок.