HRP960145A2 - A method of manufacturing a cylinder liner for a piston engine , and a cylinder liner - Google Patents

Description

Ovaj izum odnosi se na metodu izrade košuljice cilindra za klipni motor, kao što je velik dvotaktni klipni motor, po kojoj je radna površina za klipne prstenove na unutrašnjoj površini košuljice izrađena najprije urezivanjem valovitosti s razlikom između razina vrhova i dolova valova od najmanje 0,005 mm na unutarnjoj površini s najmanje jednim reznim alatom koji ima zakrivljen rezni brid i zatim odstranjivanjem vrhova valova, barem na radnoj površini najbližoj krajnjem središnjem položaju vrha klipa, tako da uzdužni dio unutarnje površine gotove košuljice ima djelomično valovitu površinu na kojoj su dolovi valova odvojeni s uglavnom ravnim površinama.

Njemački patent br. 683262 opisuje košuljicu cilindra izrađenu metodom ove vrste, gdje su vrhovi valova odstranjeni brušenjem unutarnje površine košuljice. Ta metoda zahtjeva odmicanje od uređaja za strojno urezivanje valovitosti na unutarnjoj površini, i stavljale u novi položaj na brusilici. Osim toga, samo brušenje je skupo i dugotrajna strojna obrada, pri čemu glava s nekoliko rotirajućih brusnih kamenova prolazi uzduž kroz košuljicu, dok se ona okreće tako da brusni kamenovi stružeći skidaju materijal s vrhova valova. Osobito u slučaju velikih košuljica cilindra, brusna oprema je skupa investicija.

Švicarski patent br. 342409 opisuje košuljicu cilindra u kojoj je radna površina za klipne prstenove izrađena s urezanjem valovitosti u unutarnju površinu košuljice. Takova košuljica zove se valoviti urez, i oblik je obično spiralan, rezni alat se gura u uzdužnom smjeru košuljice određenom brzinom dok se košuljica okreće. Unapređenje spomenuto u švicarskom patentu je da se u utorima skuplja ulje od podmazivanja tako da nastaju džepovi ulja koji potiču podmazivanje između klipnih prstenova i unutarnje površine košuljice.

Urezivanje valovitosti u unutarnjoj površini košuljice, koja se slaže s uzdužnim smjerom košuljice, osigurava proizvodnu prednost da se izbjegava brušenje unutarnje površine, zbog strojeva za urezivanje valovitosti košuljice na željenu unutarnju izmjeru promjera. Kad se košuljica stavi u pogon, klipni prstenovi skidaju vrhove valova, tako da između dolova valova nastaju ravne površine, ali se klipni prstenovi istovremeno istroše.

Razvoj velikih dvotaktnih klipnih motora ide prema sve većem učinu cilindra, a time također prema povećanju efektivnog prosječnog pritiska. Većina suvremenih motora može se izraditi s učinom cilindra sve do 5,700 kW s efektivnim prosječnim pritiskom od 18,2 bara. To postavlja vrlo velike zahtjeve prema klipnim prstenovima i košuljicama cilindra, jer pad pritiska preko klipnih prstenova, a time također i sile njihovog dodira s unutarnjom površinom košuljice, postaje velik. Stoga je moguće predvidjeti probleme kod uhodavanja klipova i košuljice ako je u unutarnjoj površini košuljice urezana čista valovitost, preostali, oštri vrhovi valova mogu izazvati nagrizanje klipnih prstenova.

Danski patent br. 139111 opisuje košuljicu cilindra koja u svojoj unutarnjoj površini ima spiralno urezani utor u kojem je uspon spiralnog oblika tako velik da su dna valova odvojena ravnim površinama duljine L od, na primjer, 4 mm u uzdužnom smjeru cilindra. Prije nego se utor ureze, košuljica se mora izbrusiti, što izradu košuljice čini skupom, jer u prvoj fazi treba ju strojno obraditi na njenu približnu krajnju unutarnju dimenziju, a zatim se ona mora podvrgnuti brušenju i izbrusiti, i zatim opet vratiti u prvi položaj za urezivanje utora. Košuljice cilindra za velike motore su teški dijelovi čije premještanje na uređajima za strojnu obradu je dugotrajno.

JP-A 5-65849 opisuje blok cilindra za klipni motor, u kojem se cilindar nakon bušenja podvrgava postupku brušenja stvarajući tragove brušenja ili utore u obliku brazdi. Ti tragovi brušenja uključuju mala oštra ispupčenja koja mogu uzrokovati oštećenje klipnih prstenova. Da se to spriječi unutarnja strana cilindra je polirana s nekoliko alata za valjanje. Taj postupak odstranjivanja malih ispupčenja brušenjem na cilindričnoj površini dobro je poznat postupak. Blok cilindra opisan u tom japanskom dokumentu također treba stavljati u nekoliko položaja na različitim stojevima.

Predmet izuma je osigurati metodu izrade košuljica cilindra s unaprijeđenim prekidanjem valovitosti na takav način da se može izbjeći opremu za skupo brušenje i da je olakšano rukovanje s košuljicom, te da je manji utrošak vremena za njenu izradu.

S tog stajališta metoda prema izumu naznačena je time, da košuljica cilindra ima unutarnji promjer u rasponu od 25 cm do 100 cm i duljinu u rasponu od 100 cm do 400 cm, da su vrhovi valova odstranjeni bez primjene brušenja, plastičnom kompresijom najmanje 0,004 mm od njihove visine u rečenu uglavnom ravnu površinu, i da su dna valova, nakon kompresije, u razini za najmanje 0,001 mm nižoj od te površine.

Plastična kompresija može se provesti tehnici nekompliciranim postupkom s relativno jednostavnom i jeftinom opremom A vrlo velike košuljice mogu se držati u jednom te istom namještenom položaju dok se valovitost urezuje u unutarnju površinu košuljice i vrhovi valova se komprimiraju u uglavnom ravnu površinu. K tome, ušteđena su ulaganja u opremu za brušenje, rečena oprema je vrlo skupa za te velike košuljice. Nadalje, u približno ravnoj površini između dna valova unutarnja površina košuljice poprima svojstvo koje je vrlo poželjno za uhodavanje košuljice i klipnih prstenova. Na valjanoj površini nema oštrih ispupčenja, ali s druge strane ona nije potpuno izglačana ili sjajna kao ogledalo, što bi moglo izazvati teškoće podmazivanja između košuljice i klipnih prstenova.

Plastična kompresija vrlova valova može se provesti, na primjer, valjanjem s malim priborom za valjanje, kojem se daje prednost, jer 36 oprema za to vrlo jednostavna. Alternativno, valjanje se može provesti pomoću jednog valjka koji se proteže po cijelog dužini košuljice. Spomenuta ograničenja visina valovitosti površine posebno su korisna za valovistost koja prije valjanja ima razliku razina imedu dna i vrhova valova od 0,01 - 0,02 mm. S plastičnom deformacijom vrhova valova unutar gornjeg raspona granica, unutarnja površina košuljice dobiva površinu koja osigurava lagano uhodavanje klipnih prstenova. Ako dubina dna valova postaje manja od 0,001 mm, dobiveni uvjeti podmazivanja neće biti zadovoljavajući.

Valovitost se ponajprije urezuje u unutarnoj površini košuljice pomoću spomenutog najmanje jednog reznog alata koji se pomiče u uzdužnom smjeru košuljica pomoću šipke za bušenje s brzinom uvlačenja, dok se košuljice okreće tako da se oblikuje valovitost kao barem jedan spiralni urez, a plastična kompresija se provodi valjanjem unutarnje površine s alatom za valjanje koji se pomiče prema naprijed pomoću iste šipke za bušenje kao i rezni alat. Time se štedi vrijeme potrebno za premještanje košuljice cilindra s jednog jednog stroja te za namještanje na drugi stroj. Kad se spiralni urez ureze u unutarnjoj površini košuljice, šipka za bušenje može se izvući iz košuljice i montira se alat valjanje, nakon čega se šipka za bušenje opet umeće u košuljicu i provodi se valjanje. Alati za rezanje i valjanje također se mogu montirati u određene poprečne klizače ili u određene držače, tako da se pravilna izmjena alata može se provesti povlačenjem alata natrag ili naprijed u odnosu na površinu košuljice prema potrebi. Šipka za bušenje s reznim alatom prilagođena je za namještanje dubine urezivanja reznog alata radijalnim pomicanjem alata, i. stoqa se pritisak valjanja može prikladno podesiti premještanjem alata za valjanje u radijalnom smjeru košuljice tako da se iskoriste postojeće mogućnosti namještanja šipke za bušenje.

Valjanje se također može provesti s alatom za valjanje, koji ima nekoliko valjaka montiranih u glavi alata, koja je poznata za valjanje unutarnje površine cijevi, ali takav alat je najprikladniji za relativno male promjere cijevi, gdje je promjer cijevi konstantan. Plastična kompresija provodi se ponajprije valjanjem s alatom za valjanje koji ima samo jedan valjak, čiji radijalan položaj se može namjestiti u odnosu prema unutarnjoj površini košuljice, i koji se može pomaknuti prema naprijed u uzdužnom smjeru košuljice dok se košuljica okreće. To omogućuje da se za valjanje košuljica različitog promjera upotrebljava isti alat. Upotreba jednostrukog valjka također dopušta da se pritisak valjanja podesi vrlo precizno radijalnim pomicanjem valjka, tako da izbjegava prekomjerno poravnavanje valovitosti. Ako se upotrebljava nekoliko valjaka, simultana kontrola valjaka mora se izvršiti u uskim granicama, što može biti teško, osobito jer promjene sila na jednom valjku mogu se prenijeti na drugi valjak (druge valjke).

Poželjno je da je alat za valjanje povezan s indikatorom trenutnog pritiska valjanja, tako da se pritisak valjanja može promatrati i da se može provesti krajnje namještanje tijekom valjanja unutarnje površine. Košuljice cilindra često se proizvode serijski za jedan motor ili za različite motore iste vrste, i u takovoj serijskoj proizvodnji indikator se također može upotrijebiti za ponovnu primjenu iskustva glede prikladnog pritiska valjanja za specifičnu veličinu košuljice cilindra i za namještanje alata za valjanje na početku valjanja košuljice.

Da se olakša izradu košuljice, urezivanje valovitosti može se provesti s tolerancijom razmaka ureza unutarnjeg promjera košuljice, na primjer od, na primjer, ±0,1 - 0,2 mm kad je promjer košuljice u rasponu od 25 i 100 cm. Unatoč toj toleranciji, visina valovitosti urezuje se s mnogo manjom tolerancijom, na primjer, od ±0,003 mm ili manjom, jer lučni oblik reznog brida reznog alata ima vrlo velik radius od, na primjer, 100 mm do 800 mm, ovisno o unutarnjem promjeru košuljice i željenoj visini valovitosti, i budući da se promjene promjera dešavaju tako polako da se susjedni valovi urezuju uglavnom s jednakim promjerima. Zahvaljujući toleranciji promjera košuljice, alat za valjanje može prikladno održavati željeni pritisak valjanja pomicanjem alata u uzdužnom smjeru košuljice, iako se unutarnji promjer košuljice mijenja po duljini košuljice.

Budući da su promjene promjera malene, pritisak valjanja može se održati s vrlo jednostavnom konstrukcijom alata pomoću alata za valjnje poduprtog ručicom koja je savinuta prema unutra u granicama svoje elastičnosti u radijalnom smjeru košuljice kad se primjenjuje pritisak valjanja, čime ručica kompenzira promjene promjera opružnim vraćanjem u radijalni smjer. Alternativno, alat za valjanje može se montirati na križni kliznik koji se može kontinuirano podešavati u radijalnom smjeru pomoću uređaja za namještanje na osnovi signala iz gornjeg indikatora za trenutni pritisak valjanja.

Kad je klipni motor u pogonu, pritisak u komori iznad klipa opada s kasnijim odmicanjem od gornjeg krajnjeg središnjeg položaja, a smanjenje pritiska dovodi do manjih sila između klipnih prstenova i košuljice.

U određenim slučajevima može biti moguće proizvesti košuljicu na takav način da se samo provede valjanje u gornjem odsječku košuljice koji uključuje površinu po kojoj najviši klipni prsten kliže kad se klip odmiče iz svog gornjeg krajnjeg središta, i dio puta klipa prema doljnjem krajnjem središnjem položaju. Valjanje unutarnje površine odvija se tako brzo da se ograničenjem valjanja samo na gornji odsječak košuljice ne uštedi značajno vrijeme, ali se ustediti opremu za valjanje, osobito u slučaju vrlo velikih košuljica duljine sve do 400 cm, jer šipka za bušenje ne mora biti tako velika.

Vrhovi valova mogu se deformirati valjanjem tako da područje uglavnom ravnih površina između dna valova tvori od 25% do 75% od ukupne površine košuljice u valjanom području. Ako ravna područja tvore manje od 25%, dodirna površina klipnih prstenova postaje premala, što može uzrokovati oštećenja materijala prstenova zbog prekomjernog zagrijavanja, jer se od košuljice toplina ne odvodi dovoljno. Nedovoljna dodirna površina može također uništiti učinak tlačnog brtvijenja klipnih prstenova. Ako ravna područja tvore više od 75%, kvare se uvjeti podmazivanja (tribološki uvjeti) jer uljnji džepovi postaju premaleni. Vrhovi valova ponajprije se deformiraju val jari j em tako da područje uglavnom ravnih površina između dna valova tvori 40% do 60% od ukupne površine u valjanom područiu. To je kompromis između kontradiktornih razmatranja za uvjete podmazivanja i toplinska opterećenja i tlačnu zabrtvljenost, osiguravajući istovremeno prikladan razmak prema gordim početnim ograničenjima, tako da određene proizvodne nepreciznosti neće biti od vitalne važnosti za radne uvjete košuljice.

Sposobnost klipnih prstenova da brtve nasuprot vrlo visokim pritiscima u komori za sagorijevanje može se osigurati deformacijom vrhova valova valjanjem tako da se uglavnom ravna površina između konsekutivnog dna vala produži u uzdužnom smjeru košuljice, unutar intervala od ±1 mm, što odgovara četvrtini visine klipnog prstena najmanje visine. Kad se klip u tako izrađenoj košuljici cilindra pomakne se uzdužno u području s valovitošću, svaki od klipnih prstenova je okružen s najmanje dvije konsekutivne ravne površine, koje sprečavaju puhanje komprimiranog plina iznad klipa kroz spiralne utore ili skroz dolje ispod klipnog prstena. Najprikladnije, vrhovi valova mogu se deformirati tako da se uuglavnom ravnu površinu komprimira najmanje 0,006 mm i najviše 0,018 mm, ponajprije najviše 0,015 mm od visine vrhova valova, i da su dna valova pri kod istoj razini najamnje 0,002 mm ispod tih površina. Ako se te neravne granice mjestimično prekorače, ipak je moguće da unutarnja površina košuljice bude prihvatljiva.

Metoda odsijecanja valovitosti prema izumu, kojoj se daje prednost, preoblikovana je tako, da prosječna radijalna razlika razina između dobivenih, uglavnom ravnih površina i dna valova predstavlja između 7% i 66% od prosječne razlike razina između vrhova valova i dna valova oblika prije kompresije, a ponajprije između 16% i 36% od toga.

Izum se također odnosi na košuljicu cilindra za klipni motor, kakav je veliki dvotaktni klipni motor, koja ima radnu površinu za klipne prstenove na unutarnjoj površini košuljice, koja radna površina barem u području najbližem do najvišeg krajnjeg središnjeg položaja klipa ima djelomično valovit oblik u kojem su dna valova odvojena s uglavnom ravnim površinama. Ta košuljice cilindra prema izumu obilježena je time da ima unutarnji promjer u rasponu od 25 cm do 100 cm i duljinu u rasponu od 100 cm do 400 cm, da su uglavnom ravne površine valjane površine bez oštrih ispupčenja, da su dna valova u razini za najmanje 0,001 mm ispod od tih površina, i da se uglavnom ravna površina između konsekutivnih dna valova proteže u uzdužnom smjeru košuljice koja unutar raspona ±1 mm odgovara četvrtini visine klipnog prstena najmanje visine. Košuljica cilindra ima gore spomenuta poboljšana svojstva radne površine.

Primjeri izuma bit će sada objašnjeni u nastavku u daljnjim pojedinostima s osvrtom na posve shematske crteže, od kojih

slika 1 prikazuje djelomično bokocrt, posebno uzdužni prosjek košuljice cilindra,

slika 2 prikazuje pogled u perspektivi na košuljicu cilindra postavljenu u uređaj za strojnu obradu, prikazan djelomično,

slika 3 je pogled u perspektivi na alat za valjanje,

slika 4 prikazuje bokocrt drugog alata za valjanje,

slika 5 prikazuje jako povećan uzdužni odsječak unutarnje površine košuljice cilindra, valjane prema izumu,

slika 6 pokazuje pet puta povećanu fotografiju unutarnje površine valovitog ureza i djelomično brušenu košuljicu cilindra,

slika 7 je slična fotografija cilindra košuljice koja je bila valovito urezana i valjana sukladno izumu,

slika 8 je snimka mjerenja hrapavosti učinjenog na unutarnjoj površini košuljice prikazane na slici 6, i

slika 9 je snimka mjerenja hrapavosti učinjenog na unutarnjoj površini košuljice prikazane na slici 7.

Slika 1 pokazuje košuljicu cilindra 1 za velik dvotaktni klipni motor. Ovisno o veličini motora košuljica cilindra može biti izrađena u različitim veličinama s unutarnjim promjerima tipično u rasponu od 25 cm do 100 cm, i odgovarajućim tipičnim duljinama u rasponu od 100 cm do 400 cm, Košuljica se normalno radi od lijevanog željeza, i može biti izlivena integralno ili odvojeno, u dva dijela spojena zajedno, kraj na kraj. Na slici 1, prikazana je polovica košuljice u uzdužnom odsječku. Košuljica se može montirati na dobro poznati način u motor, koji nije prikazan, postavljanjem anularne, prema dolje okrenute površine 3 na gornju ploču okvira kućišta motora ili blok cilindra, nakon čega se klip 4 s klipnim prstenovima 5 montira u cilindar, a pokrov cilindra postavljen je na vrh košuljice na svoju anularnu, prema gore okrenutu površinu 6 i pritegnut je na gornju ploču.

Klipni prstenovi 5 kližu uzduž unutarnje površine košuljice 7, i zbog toga je važno da unutarnja površina ima strukturu koja osigurava dobro podmazivanje između prstenova i unutarnje površine, -tako da se izbjegne struganje ili nagrizanje između stranica prstenova i unutarnje površine košuljice. Tijekom rada klipa i košuljice u novom motoru struktura površine je naročito velike važnosti.

Kako je gore spomenuto, zbog toga je poželjno izraditi košuljicu cilindra s valovitošću na njenoj unutarnjoj površini, gdje se vrhovi valova odstranjuju. Moguće je izraditi košuljicu dotičnog oblika po cijeloj dužini njene unutarnje površine. Valovitost se također može izraditi strojno samo u gornjem dijelu košuljice, tako da klipni prstenovi 5 zahvaćaju odsječak od prvih 40% puta klipa prema dolje. Odječak također može biti drugačijih relativnih veličina, kao što je 20%, 25%, 30% ili 35% ili neke od srednjih vrijednosti.

Strojna obrada unutarnje površine 7 košuljice gotova je prije skupljanja zračnog raspora 8 strojnom obradom u dolnjem dijelu košuljice. To se vrši na vrlo velikoj bušilici konstruiranoj kao vrsti tokarilice velikih dimenzija, prikazanoj samo djelomično na slici 2. U nastavku stroj se naziva tokarilica. Pomoću dizalice podigne se košuljicu s vodoravnim uzdužnim osima i centrira se u odnosu prema osi rotacije tokarilice, nakon čega se pomoću četiri pritegača 9 jedan kraj košuljice pritegne na pogonsko vreteno tokarilice, dok je drugi kraj košuljice poduprt u središnjem položaju s držačem 10, koji ima nekoliko podupirućih valjaka 11 koji putuju po vanjskoj površini košuljice. Držač 10 može se pomicati po nosaču 12 tokarilice.

Na suprotnom kraju vretena, tokarilica ima sedlo, koje nije prikazano, koje podupire vrlo tešku i krutu šipku za bušenje 13, koja se pomiče premještanjem sedla na nosaču tokarilice u ili iz košuljice cilindra koaksijalno s njenom uzdužnom osi.. Na kraju najbližem vretenu, šipka za bušenje ima držač alata 14 u obliku križnog klizača sposobnog za podešavanje alata 15 u radijalnom smjeru košuljice.

Kad je košuljica postavljena, vreteno s košuljicom se okreće, i unutarnja površina 7 se okreće u smjeru s točnošću od, na primjer, 5 mm prema promjeru. Tada se vrši fino okretanje s oštricom alata koja ima zakrivljen rezni brid tako da se finim okretanjem zarezivanjem dobije željeni oblik dna valova u valovito zarezanoj unutarnjoj površini košuljice. Razmak S (slika 5) između dva konsekutivna vrha vala podešava se po želji pomicanjem prema naprijed uzdužnim pomicanjem šipke za bušenje, razmak je iste brzine kao i brzina uvlačenja. U košuljici cilindra s unutarnjim promjerom od 98 cm, brzina uvlačenja od 8 mm po okretaju košuljice cilindra može biti prikladna, dok je brzina uvlačenja od 4 mm bila odabrana za košuljicu cilindra unutarnjeg promjera od 50 cm ili manjeg. Razmak se može odabrati tako da odgovara polovici visine klipnog prstena najmanje visine.

Radijalna razlika u razinama h (slika 5) između vrhova valova i dna određena je zakrivljenošću brida oštrice alata, tako da jača zakrivljenost osigurava veću razliku razina. Razlika u razinama može biti najviše 0,06 mm, ali normalno se preporuča od 0,01 do 0,02 mm.

Nakon urezivanja valovitosti šipka za bušenja se izvlači iz košuljice, i stavlja se alat za valjanje radijalno u odnosu prema unutarnjoj površini 7, nakon čega se valja unutarnja površina tako da se materijal u vrhovima valova plastično deformira, tj . preša se radijalno prema van, tako da završena unutarnja površina dobije oblik prikazan na slici 5 sa spiralnim utorom ili valom kroz 17. Uzdužni odsječak u unutarnjoj površini košuljice, prikazan na slici 5, uništen je zbog razmaka, tako da su dimenzije u radijalnom smjeru produžene više puta. U uzdužnom smjeru dna valova su odvojena ravnim područjima 18, tvoreći zajedno 25-75%, a tipično 40-60% od daljine košuljice s valovitog oblika.

U jednostavnoj konstrukciji prikazanoj na slici 3 alat za valjanje može uključiti valjak 19, koji je montiran tako da se može okretati u račvastoj glavi 20 na kraju križne ručice 21 učvršćene u udubljenju u držaču alata 22, koji je poduprt sa šipkom za bušenje 13. Držač alata ili sam alat može imati određenu ograničenu savitljivost u radijalnom smjeru košuljice, tako da se s elastičnim savijanjem držača apsorbiraju promjene od nekoliko desetina milimetara u promjeru košuljice. Križna ručica se može podešavati u svom uzdužnom smjeru tj. u radijalnom smjeru košuljice. Drugi primjer konstrukcije alata za valjanje vidi se na slici 4, gdje je valjak 23 jednom stranom uronjen u glavu 24, a na svojoj stražnjoj strani valjak dodiruje podložni valjak 25.

Glava je montirana na proizvoljno šireći kruti dio podijeljen na dva dijela, 26a i 26b, koji su međusobno opružni, ali održavaju postavljen pritisak valjanja. Indikator 27 pokazuje magnitudu trenutnog pritiska valjanja. Umjesto vizuelnog indikatora, alat može biti opremljen s induktivnim sistemom za mjerenje pritiska valjanja i za tvorbu električnog signala koji se može upotrijebiti u cilju namještanja ili za dislocirano očitanje. Preko intermedijarnog dijela 28 kruti dio se montira u držač alata 14 šipke za bušenje, tako da se pritisak valjanja može namjestiti radijalnim pomicanjem tog držača alata. Alat tog tipa komercijalno proizvodi njemačka tvrtka W. Hegenscheidt GmbH, Gelle, pod tipskom oznakom EG 14.

Indikator pritiska valjanja može biti ugrađen u križni kliznik šipke za bušenje, križni kliznik djeluje uglavnom jednakim radijalnim pritiskom kao alat za valjanje. Posljednji može također imati displej s, na primjer, digitalnim prikazom pomaka križnog kliznika u radijalnom, odnosno aksijalnom smjeru. Takav displej se može resetirati kad se alat za valjanje postavlja na dodir manje sile s unutarnjom površinom košuljice, nakon čega će vanjsko premještanje križnog kliznika predstavljati pritisak valjanja. Uzdužna os valjka može oblikovati slobodni kut α s unutarnjom površinom košuljice, gdje je vrh kuta okrenut u smjeru uvlačenja prikazan strelicom A.

Sada slijedi opis primjera provedenih s košuljicom cilindra koja je imala unutarnji promjer od 35 cm.

Primjer 1

Košuljica je bila izrađena od materijala košuljice uobičajenog za velike motore, lijevanog željeza, i nakon grubog tokarenja, unutarnja površina košuljice konačno je iztokarena na svoju punu duljinu sa spiralnim, valovitim oblikom ureza s razmakom S = 4 mm između vrhova valova i visinom vala od približno h = 0,015 mm. Zatim je rezni alat sipke za bušenje je bio zamijenjen s alatom za valjanje prikazanim na slici 3. Pritisak valjanja bio je namješten najprije stavljanjem valjka u dodir s unutarnjom površinom košuljice s manjom silom, nakon čega je križni kliznik šipke za bušenje bio namješten na pomak prema van za F = 0,03 mm mjereno na promjeru, tj. na radijalan pomak od 0,015 mm. Treba spomenuti da namještanje križnog kliznika ne povlači odgovarajući radijalni pomak alata za valjanje, kao bitni dio pomaka za tlačno opterećenje križnog kliznika, tj. da se stvori pritisak valjanja, uzet je držač alata i alat. To je bitna razlika od postavljanja reznog alata normalno upotrijebijenog u tokarilici. Košuljica se je okretala s 90 min-1, što je dalo relativnu brzinu između alata za valjanje i unutarnje površine košuljice od V = 100 m/min, a šipka za bušenje pomicala se je u košuljici brzinom uvlačenja od s = 0,5 mm/okretaju.

Vizuelna kontrola pokazala je da bi bio poželjan veći pritisak valjanja i da brzina uvlačenja može biti bitno veća.

Primjer 2

Neovisno o parametrima valjanja, košuljica cilindra bila je izrađena na isti način kao u primjeru 1. Valjanje je bilo izvršeno s parametrima V = 100 m/min, F= 0,10 mm na promjeru i s = 4,0 mm/okretaju.

Vizuelna kontrola i mjerenje hrapavosti pokazalo je da je brzina uvlačenja bila prikladna, i da su područja između dna valova imala dobro definiranu širinu i bila su uglavnom ravna.

Primjer 3

Neovisno o parametrima valjanja, košuljica cilindra bila je izrađena na isti način kao u primjeru 1. Valjanje je bilo izvršeno s parametrima V = 100 m/min, F = 0,15 mm na promjeru i s - 4,0 mm/okretaju.

Vizuelna kontrola i mjerenje hrapavosti pokazalo je da je brzina uvlačenja bila prikladna, i da su područja između dna valova su šira i tvorila su otprilike 30% unutarnje površine košuljice.

Primjer 4

Neovisno o parametrima valjanja, košuljica cilindra bila je izrađena na isti način kao u primjeru 1. Valjanje je bilo izvršeno s parametrima V = 100 m/min, F = 0,20 mm na promjeru i s =4,0 mm/okretaju.

Vizuelna kontrola i mjerenje hrapavosti pokazalo je da je brzina uvlačenja bila prikladna, i da su područja između dna valova bila šira i tvorila su otprilike 40% unutarnje površine košuljice.

Bila su provedena usporedbena ispitivanja u kojima je košuljica cilindra bila izrađena na isti način kao u primjeru 1, ali valjanje je bilo zamijenjeno s djelomičnim brušenjem kojim su odstranjeni vrhovi valova.

Površine košuljica izrađene u primjeru 4 djelomičnim brušenjem bile su fotografirane s povećanjem pet puta, vidi slike 6 i 7, a hrapavost površine bila je izmjerena s Perthenovim uređajem za mjerenje hrapavosti, vidi slike 8 i 9, gdje su bila namještena vrlo velika povećanoj a u radijalnom smjeru. Zapisi na trakama, 10 mm u smjeru osi y pokazuju razmak oči 0,025 mm, dok 10 mm u smjeru osi x Dokazuju razmak od l mm.

Slika 6 prikazuje oznake kružnog struganja ili utore od brušenja, a ispitivanje hrapavosti na slici 8 pokazuje velik broj malih točaka u približno ravnom području gdje su vrhovi valova odstranjeni.

Valjana površina prikazana na slici 7 ima značajno bolji izgled, a ispitivanje hrapavosti na slici 9 pokazuje ravna područja između dna valova s daleko neznatnijim oštrim ispupčenim točkama, ali površina ipak ima brojne male zaobljene razlika u razini u ravnim površinama, koja doprinose postizanju dobre adhezije ulja na površinu.

U gornjim dimenzijskim prikazima pod odsiječenom valovitošću i valovitošću model treba podrazumjeti da su spomenute vrijednosti prosječne vrijednosti. Kako pokazuju ispisi na trakama ispitivanja hrapavosti, površina mjestimice ima velika uleknuća koje nisu uključene u dimenzije, jer to su tipični grafitni taloži u površini ili slične varijacije određene legurom. Uleknuća su također prisutna uglavnom u ravnim područjima koja se također mogu nazvati i područja platoa.

Claims (11)

1. Metoda izrade košuljice cilindra (1) za klipni motor, kao što je veliki dvotaktni klipni motor, u kojoj je radna površina za klipne prstenove na unutarnjoj površini (7) košuljice je izrađena najprije urezivanjem valovitosti, koja ima razliku razina (h) između vrhova i dna valova od najmanje 0,005 mm, u unutarnjoj površini s najmanje jednim reznim alatom, koji ima zakrivljen rezni brid, i zatim odstranivanjem vrhova valova barem u radnoj površini najbližoj krajnjem središnjem položaju vrha klipa, tako da u uzdužnom dijelu unutarnje površine (7) gotova košuljica (1) ima djelomično valovitu površinu, u kojoj su dna valova (17) odvojena uglavnom ravnim područjima (18), naznačena time, da košuljica cilindra ima unutarnji promjer u rasponu od 25 cm do 100 cm i duljinu u rasponu od 100 cm do 400 cm, da su vrhovi valova odstranjeni bez primjene brušenja, već plastičnom kompresijom za najmanje 0,004 mm od njihove visine u rečena uglavnom ravna područja (18), i da je dno vala (17) nakon kompresije u razini za najmanje 0,001 mm nižoj od te površine.

2. Metoda prema zahtjevu 1, naznačena time da je valovitost urezana u unutarnjoj površini košuljice pomoću rečenog najmanje jednog reznog alata, koji je istaknut u uzdužnom smjeru košuljice pomoću šipke za bušenje s brzinom uvlačenja (s) dok se košuljica okreće tako da se valovitost oblikuje kao najmanje jedan spiralni urez, i da se plastična kompresija provodi valjanjem unutarnje površine s alatom za valjanje, koji se kreće prema naprijed pomoću iste šipke za bušenje kao i rezni alat.

3. Metoda prema zahtjevima l ili 2, naznačena time da se plastična kompresija vrši s alatom za valjanje koji ima jedan valjak (19; 23), čiji se radijalan položaj može. namještati u odnosu prema unutarnjoj površini košuljice, i može se pomaknuti prema naprijed u uzdužnom smjeru košul3ice dok se košuljica (1) okreće.

4. Metoda prema zahtjevu 3, naznačena time da je alatu za valjanje pridružen indikator (27) trenutnog pritiska valjanja.

5. Metoda prema zahtjevima 3 ili 4, naznačena time da alat za valjanje održava željeni pritisak valjanja kod pomicanja alata u uzdužnom smjeru košuljice, iako se unutarnji promjer košuljice (1) mijenja po duljini košuljice.

6. Metoda prema bilo kojem od zahtjeva 2 do 5, naznačena time da se valjanje provodi samo u gornjem dijelu košuljice uključivši područje po kojem krajni klipni prsten kliže kad se klip (4) makne iz svog gornjeg krajnjeg središnjeg položaja i dio takta puta klipa dolje prema dolnjem krajnjem središnjem položaju.

7. Metoda prema bilo kojem od zahtjeva 2 do 6, naznačena time da su vrhovi valova deformirani valjanjem tako da područje uglavnom ravne površine (18) između dna valova (17) predstavlja 25% do 75%, ponajprije od 40% do 60% od ukupne površine košuljice (1) u valjanom području.

8. Metoda prema zahtjevu 7, naznačena time da su vrhovi valova deformirani valjanjem tako da se površina uglavnom ravnih područja (18) između konsekutivnih dna valova (17) proteže u uzdužnom smjeru košuljice, koja u rasponu od ±1 mm, odgovara četvrtini visine klipnog prstena najmanje visine.

9. Metoda prema bilo kojem od prethodnih zahtjeva, naznačena time da su vrhovi valova deformirani tako da je najmanje 0,006 mm i najviše 0,018 mm, ponajprije najviše 0,015 mm od visine vala komprimirano u uglavnom ravna područja (18), i da su valova (17) u razini za najmanje 0,002 mm ispod tih površina.

10. Metoda prema bilo kojem od prethodnih zahtjeva, naznačena time da se urezana valovitost deforimira tako da pros3ečna radijalna razlika u razinama između dobivenih uglavnom ravnih površina (18) i dna valova (17) predstavlja između 7% i 66% od prosječne razlike u razinama (h) između vrhova valova i dna valova u valovitosti prije kompresije, a ponajprije između 16% i 36% od toga.

11. Košuljica cilindra (1) za klipni motor, kao što je veliki dvotaktni klipni motor, koja ima radnu površinu za klipne prstenove na unutarnjoj površini (7) košuljice, koja radna površina barem u području najbližem do vrha klipa u krajnjem središnjem položaju, ima djelomično valovit oblik, u kojem su dna valova (17) odvojena od uglavnom ravnih površina (18), naznačena time, da košuljica cilindra ima unutarnji promjer u rasponu od 25 cm do 100 cm i duljinu u rasponu od 100 cm do 400 cm, da su uglavnom ravna područja (18) valjanje površine bez oštrih ispupčerija, da su dna valova (17) u razini za najmanje 0,001 mm nižoj od tih površina i da uglavnom ravno područje (18) između konsekutivnih dna valova (17), koje proteže u uzdužnom smjeru košuljice u rasponu od ±1 mm, odgovara četvrtini visine klipnog prstena najmanje visine.