EA013828B1 - Method for manufacturing of cylindrical parts of internal combustion engines - Google Patents

Method for manufacturing of cylindrical parts of internal combustion engines Download PDF

Info

Publication number
EA013828B1
EA013828B1 EA200800344A EA200800344A EA013828B1 EA 013828 B1 EA013828 B1 EA 013828B1 EA 200800344 A EA200800344 A EA 200800344A EA 200800344 A EA200800344 A EA 200800344A EA 013828 B1 EA013828 B1 EA 013828B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
future
zones
heating
holes
local
Prior art date
Application number
EA200800344A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA200800344A1 (en
Inventor
Николай Михайлович Савин
Сергей Алексеевич Сапожников
Георгий Георгиевич Антюхин
Сергей Владимирович Пуговкин
Original Assignee
Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги"
Открытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Институт Железнодорожного Транспорта"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги", Открытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Институт Железнодорожного Транспорта" filed Critical Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги"
Publication of EA200800344A1 publication Critical patent/EA200800344A1/en
Publication of EA013828B1 publication Critical patent/EA013828B1/en

Links

Landscapes

  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Drilling And Boring (AREA)

Abstract

The invention relates to mechanical engineering, in particular to engine manufacturing and can be used at plants manufacturing diesel engines, e.g. D100, bushings and jackets as spare parts. A method is mostly related to manufacturing of bushings and jackets and includes pre-mechanical working, local speed heating of part zones, which are installed at distances from future openings, part cooling and further mechanical processing with making of openings. Local speed heating is realized up to temperature of 600-720°C, besides heating zones are symmetrically located relative to future openings and are equidistant along generatrix from edges of future holes at the distances equal to 0.9-2.2 of opening radius. At that width of every heating zone makes 1.0-2.0 radius of future hole, and length corresponds to central angle of 40-120°. Simultaneously with heating of local zones, subcooling of zones located between edges of future holes and local zones is carried out. The technical result is aimed at enhancing fatigue and corrosion-fatigue strength of cylindrical parts with transverse holes.

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, и может быть использовано на заводах, изготавливающих дизели, например Д100, втулки и рубашки цилиндров для запасных частей.The invention relates to mechanical engineering, in particular to engine building, and can be used in factories manufacturing diesel engines, for example D100, bushings and cylinder shirts for spare parts.

Известен способ изготовления цилиндрических деталей двигателей внутреннего сгорания с упрочнением рубашек цилиндров дизеля Д100, в котором после механической обработки поверхность у отверстий рубашек цилиндров обкатывается роликами (см. Технологический процесс механической обработки рубашек цилиндров, № 081.01140.30.588, Люблинский литейно-механический завод, 1988).A known method of manufacturing cylindrical parts of internal combustion engines with hardening of cylinder shirts of a D100 diesel engine, in which, after machining, the surface at the openings of the cylinder shafts is rolled around (see Technological process for machining cylinder shirts, No. 081.01140.30.588, Lublin Foundry and Mechanical Plant, 1988) .

Недостатком известного способа изготовления цилиндрических деталей является малая глубина зоны остаточных сжимающих напряжений.A disadvantage of the known method of manufacturing cylindrical parts is the shallow depth of the zone of residual compressive stresses.

Известен также способ упрочнения рубашек цилиндров, в котором после предварительной механической обработки и выполнения отверстий осуществляют объемную или поверхностную закалку (см. Р.Б. Хейвуд, Проектирование с учетом усталости, М., 1969, с. 381).There is also known a method of hardening cylinder shirts, in which, after preliminary machining and hole making, volumetric or surface hardening is performed (see RB Heywood, Designing for Fatigue, M., 1969, p. 381).

Недостаток известного способа упрочнения рубашек и цилиндров состоит в наведении недопустимой деформации и остаточных растягивающих напряжений.A disadvantage of the known method of hardening shirts and cylinders is to induce unacceptable deformation and residual tensile stresses.

Наиболее близким техническим решением является способ изготовления цилиндрических деталей двигателей внутреннего сгорания, в котором после предварительной механической обработки производят локальный скоростной нагрев до температуры 720-750°С зон, расположенных на расстоянии 1,5-2,0 радиусов будущего отверстия от его центра на центральном угле 80-120° в направлении оси, совпадающей с максимумом растягивающих нагрузок (см. 8ϋ, № 1004478, С21И 1/42, 1983).The closest technical solution is a method of manufacturing cylindrical parts of internal combustion engines, in which, after preliminary machining, local high-speed heating to a temperature of 720-750 ° C of zones located at a distance of 1.5-2.0 radii of the future hole from its center at the central angle of 80-120 ° in the direction of the axis coinciding with the maximum tensile loads (see 8 см, No. 1004478, S21I 1/42, 1983).

Недостатки известного способа обусловлены выбранным интервалом температур, при котором происходят фазовые превращения и локальное повышение твердости, вызывающее затруднение при последующей механической обработке. В данном способе не достигается максимального эффекта упрочнения зоны отверстий в связи с отсутствием связи геометрических параметров зоны нагрева (ширины и длины).The disadvantages of this method are due to the selected temperature range at which phase transformations and a local increase in hardness occur, which causes difficulty in subsequent machining. In this method, the maximum effect of strengthening the zone of the holes is not achieved due to the lack of communication of the geometric parameters of the heating zone (width and length).

Технический результат, который может быть получен от использования способа согласно изобретению, состоит в повышении усталостной и коррозионно-усталостной прочности цилиндрических деталей с поперечными отверстиями.The technical result that can be obtained by using the method according to the invention is to increase the fatigue and corrosion-fatigue strength of cylindrical parts with transverse holes.

Указанный технический результат достигается в способе изготовления цилиндрических деталей двигателей внутреннего сгорания, преимущественно втулок и рубашек, включающем предварительную механическую обработку, локальный скоростной нагрев зон детали, расположенных на расстояниях от будущих отверстий, охлаждение детали и последующую механическую обработку с выполнением отверстий, при этом локальный скоростной нагрев осуществляют до температуры 600-720°С, причем зоны нагрева симметрично расположены от будущих отверстий и равно удалены по образующей от кромок будущих отверстий на расстояния, равные 0,9-2,2 радиуса отверстия, при этом ширина каждой зоны нагрева составляет 1,0-2,0 радиуса будущего отверстия, а длина соответствует центральному углу 40-120°.The specified technical result is achieved in a method for manufacturing cylindrical parts of internal combustion engines, mainly bushings and shirts, including preliminary machining, local rapid heating of the parts zones located at distances from future holes, cooling the part and subsequent machining with holes, while local high-speed heating is carried out to a temperature of 600-720 ° C, and the heating zones are symmetrically located from future holes and are equally removed about the generatrix from the edges of future holes at distances equal to 0.9-2.2 of the radius of the hole, the width of each heating zone being 1.0-2.0 of the radius of the future hole, and the length corresponds to a central angle of 40-120 °.

Кроме того, одновременно с нагревом локальных зон осуществляют подстуживание зон, расположенных между кромками будущих отверстий и локальными зонами, что позволяет расширить зону остаточных сжимающих напряжений по образующей цилиндра.In addition, simultaneously with the heating of the local zones, the zones located between the edges of the future holes and the local zones are reinforced, which makes it possible to expand the zone of residual compressive stresses along the generatrix of the cylinder.

Подстуживание прилегающих зон позволяет увеличить уровень термоусадочных деформаций и остаточных сжимающих напряжений по образующей цилиндра.The tightening of adjacent zones allows to increase the level of heat-shrinkable deformations and residual compressive stresses along the generatrix of the cylinder.

Предложенный способ изготовления цилиндрических деталей двигателей внутреннего сгорания иллюстрируется чертежами.The proposed method for the manufacture of cylindrical parts of internal combustion engines is illustrated in the drawings.

На фиг. 1 показано распределение напряжений в рубашках цилиндров дизелей типа Д100 по образующей, на фиг. 2 представлена развертка рубашки по наружному диаметру, где 1- рубашка цилиндра; 2 - адаптерное отверстие; 3 - зона нагрева.In FIG. 1 shows the distribution of stresses in the shirts of cylinders of diesel engines of type D100 along a generatrix, in FIG. 2 shows a scan of the shirt along the outer diameter, where 1 is the shirt of the cylinder; 2 - adapter hole; 3 - heating zone.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

Для рубашек цилиндров дизелей типа Д100 из стали с наружным диаметром 276 мм, толщиной стенки 16,5 мм, высотой 420 мм, имеющих в средней части по высоте три отверстия диаметром 46 мм, в процессе технологической обработки до выполнения отверстий для создания остаточных сжимающих напряжений осуществляют локальный скоростной нагрев, например токами высокой частоты, участков площадью 40x220 мм на расстоянии 20-30 мм от предполагаемых кромок отверстий. После достижения температуры нагрева стенки 600-720°С производится охлаждение на воздухе. Охлаждение деталей на воздухе после локального скоростного нагрева приводит к возникновению зоны остаточных сжимающих напряжений, что позволяет получить стабильное увеличение усталостной и коррозионно-усталостной прочности. Затем проводят последующую механическую обработку с выполнением отверстий. При этом максимальные остаточные сжимающие напряжения на поверхности отверстий в зонах максимальных растягивающих напряжений от рабочих нагрузок достигают 60 кгс/мм2 и распределены по всей толщине стенки и на расстоянии 20-30 мм по образующей от поверхности отверстия. Увеличение ограниченного предела выносливости на базе 5х106 циклов в 1% растворе хлористого натрия составляет 1,4-1,6 раза по сравнение с упрочнением путем обкатки поверхности роликами.For shirts of diesel cylinders of type D100 made of steel with an outer diameter of 276 mm, a wall thickness of 16.5 mm, a height of 420 mm, and having three holes 46 mm in the middle part in height, during processing to make holes to create residual compressive stresses, local rapid heating, for example, by high-frequency currents, of areas 40x220 mm in area at a distance of 20-30 mm from the proposed edges of the holes. After reaching the wall heating temperature of 600-720 ° C, air cooling is performed. The cooling of parts in air after local high-speed heating leads to the appearance of a zone of residual compressive stresses, which makes it possible to obtain a stable increase in fatigue and corrosion-fatigue strength. Then carry out subsequent machining with holes. Moreover, the maximum residual compressive stresses on the surface of the holes in the zones of maximum tensile stresses from working loads reach 60 kgf / mm 2 and are distributed over the entire wall thickness and at a distance of 20-30 mm along the generatrix from the surface of the hole. The increase in the limited endurance limit based on 5x10 6 cycles in a 1% solution of sodium chloride is 1.4-1.6 times compared with hardening by rolling the surface of the rollers.

- 1 013828- 1 013828

Расчетный технико-экономический эффект от внедрения предлагаемого способа изготовления цилиндрических деталей с поперечными отверстиями применительно к рубашкам цилиндров дизелей типа Д100 на заводах ОАО РЖД по производству запасных частей составит около 40 млн. руб/год на эксплуатируемый парк дизелей.The estimated technical and economic effect of the introduction of the proposed method for the manufacture of cylindrical parts with transverse holes as applied to the shirts of D100 type diesel cylinders at the Russian Railways factories for the production of spare parts will be about 40 million rubles / year for the operating diesel fleet.

Применение предлагаемого способа изготовления втулок и рубашек цилиндров дизелей типа Д100 позволяет получить на кромках отверстий зону остаточных сжимающих напряжений необходимой глубины, что значительно повышает усталостную и коррозионно-усталостную прочность этих деталей.The application of the proposed method for the manufacture of bushings and cylinder shirts of diesel engines of type D100 allows you to get at the edges of the holes a zone of residual compressive stresses of the required depth, which significantly increases the fatigue and corrosion-fatigue strength of these parts.

Claims (2)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Способ изготовления цилиндрических деталей двигателей внутреннего сгорания, преимущественно втулок и рубашек, включающий предварительную механическую обработку, локальный скоростной нагрев зон детали, расположенных на расстояниях от будущих отверстий, охлаждение детали и последующую механическую обработку с выполнением отверстий, отличающийся тем, что локальный скоростной нагрев осуществляют до температуры 600-720°С, причем зоны нагрева симметрично расположены от будущих отверстий и равно удалены по образующей от кромок будущих отверстий на расстояния, равные 0,9-2,2 радиуса отверстия, при этом ширина каждой зоны нагрева составляет 1,0-2,0 радиуса будущего отверстия, а длина соответствует центральному углу 40-120°.1. A method of manufacturing cylindrical parts of internal combustion engines, mainly sleeves and shirts, including pre-machining, local high-speed heating of parts, located at distances from future holes, cooling parts and subsequent machining with the holes, characterized by the fact that local high-speed heating carry out up to a temperature of 600-720 ° C, with the heating zones symmetrically located from the future holes and equally removed along the generatrix from the edges of the future from ERSTU distance equal to 0,9-2,2 hole radius, wherein the width of each heating zone is 1.0-2.0 radius future hole, and the length corresponds to the central angle 40-120 °. 2. Способ изготовления цилиндрических деталей по п.1, отличающийся тем, что одновременно с нагревом локальных зон осуществляют подстуживание зон, расположенных между кромками будущих отверстий и локальными зонами.2. A method of manufacturing cylindrical parts according to claim 1, characterized in that simultaneously with the heating of the local zones, the zones located between the edges of the future holes and the local zones are intensified.
EA200800344A 2007-02-15 2008-02-15 Method for manufacturing of cylindrical parts of internal combustion engines EA013828B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007105570/02A RU2363567C2 (en) 2007-02-15 2007-02-15 Method for manufacturing of cylindrical parts of internal combustion engines

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200800344A1 EA200800344A1 (en) 2008-08-29
EA013828B1 true EA013828B1 (en) 2010-08-30

Family

ID=39747663

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200800344A EA013828B1 (en) 2007-02-15 2008-02-15 Method for manufacturing of cylindrical parts of internal combustion engines

Country Status (2)

Country Link
EA (1) EA013828B1 (en)
RU (1) RU2363567C2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1004478A1 (en) * 1979-08-31 1983-03-15 Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Железнодорожного Транспорта Method for making cylindrical parts of internal combustion engines
SU1166898A1 (en) * 1983-08-24 1985-07-15 Всесоюзный заочный машиностроительный институт Method of drilling with preheating
SU1632728A1 (en) * 1988-12-28 1991-03-07 Научно-Производственное Объединение Технологии Автомобильной Промышленности Method of machining internal combustion engine cylindr liner
CA2211965A1 (en) * 1996-08-14 1998-02-14 Michael Neil Wybrow A method of drilling a hole in a workpiece

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1004478A1 (en) * 1979-08-31 1983-03-15 Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Железнодорожного Транспорта Method for making cylindrical parts of internal combustion engines
SU1166898A1 (en) * 1983-08-24 1985-07-15 Всесоюзный заочный машиностроительный институт Method of drilling with preheating
SU1632728A1 (en) * 1988-12-28 1991-03-07 Научно-Производственное Объединение Технологии Автомобильной Промышленности Method of machining internal combustion engine cylindr liner
CA2211965A1 (en) * 1996-08-14 1998-02-14 Michael Neil Wybrow A method of drilling a hole in a workpiece

Also Published As

Publication number Publication date
RU2363567C2 (en) 2009-08-10
RU2007105570A (en) 2008-08-20
EA200800344A1 (en) 2008-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8635982B2 (en) Piston for an internal combustion engine and method for its production
CN102179681B (en) Pipe mold manufacturing process adopting continuous-casting blank to forge and roll rough blank periodically
US10058912B2 (en) Method for producing a forged crankshaft
FI76120C (en) Process for producing durable cylinder running surfaces in internal combustion engines
CN102257299B (en) Nitratable steel piston rings and steel cylindrical sleeves, and casting method for the production thereof
CN103649507B (en) Method for manufacturing cylinder liner
US20140260787A1 (en) Selectively strengthened crankshaft
US6990842B2 (en) Method for deep-rolling transitions between the bearing journals and the flanges of crankshafts
CN107475501A (en) A kind of Micro Alloying brake camshaft and its manufacture method
RU2363567C2 (en) Method for manufacturing of cylindrical parts of internal combustion engines
CN104302447B (en) Improve the Method and kit for of the intensity of bent axle
JP6287631B2 (en) Manufacturing method of forged crankshaft
CN105033134B (en) A kind of precision forging forming method of cam bit
KR100491538B1 (en) Closed-die Forging Method and Dies of Crank Throw Pin Part
SU1004478A1 (en) Method for making cylindrical parts of internal combustion engines
JP7343767B2 (en) Crankshaft and its manufacturing method
JP3915773B2 (en) Crankshaft quenching method, quenching apparatus, and crankshaft manufacturing method
JP2018053962A (en) Manufacturing method for crank shaft
JP2010007145A (en) Crankshaft
CN107532636A (en) Connecting rod and its manufacture method
RU2386719C2 (en) Method of manufacturing hollow items
KR20070001864A (en) Manufacturing method of valve spindle for internal combustion engine
JP2005146384A (en) Method and device for hardening crank shaft, and crank shaft manufacturing method
CN117773511A (en) Crankshaft manufacturing method and crankshaft
RU2465979C1 (en) Method of making ring articles

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM

TC4A Change in name of a patent proprietor in a eurasian patent