RU2051777C1

RU2051777C1 - Method of repairing piston

Info

Publication number: RU2051777C1
Application number: RU93000523A
Authority: RU
Inventors: Фасхетдин Низаметдинович Тавлыбаев; Эдуард Фасхетдинович Тавлыбаев
Original assignee: Фасхетдин Низаметдинович Тавлыбаев; Эдуард Фасхетдинович Тавлыбаев
Priority date: 1993-01-05
Filing date: 1993-01-05
Publication date: 1996-01-10

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: through openings are drilled in the skirt of a piston and tree additional slots is made over the generatrix lines passing through the openings as well. The sectors of the skirt between the slots are expanded up to a required diameter of the skirt and fixed. The slots are welded. EFFECT: improved method. 1 dwg

Description

Изобретение относится к ремонту машин и оборудования, а именно к ремонту изношенных деталей, в частности поршней двигателей и компрессоров, изготовленных из деформируемых алюминиевых сплавов. Изобретение может быть использовано в условиях ремонтных заводов и мастерских. The invention relates to the repair of machinery and equipment, namely to the repair of worn parts, in particular pistons of engines and compressors made of wrought aluminum alloys. The invention can be used in the conditions of repair factories and workshops.

Одним из дефектов поршней, бывших в работе, является уменьшение диаметра юбки (направляющей части поверхности) поршня вследствие износа. Уплотняющая часть поршня, где расположены канавки под кольца, не изнашивается. One of the defects of the pistons that were in operation is a decrease in the diameter of the piston skirt (guide surface) of the piston due to wear. The sealing part of the piston, where the grooves for the rings are located, does not wear out.

Известен способ восстановления изношенных деталей типа тонкостенных тел вращения из пластических металлов (юбки поршня) по авт.св. N 1121117, кл. B 23 P 6/02, 1986) заключающийся в увеличении диаметра изношенной поверхности за счет высадки металла и последующего сглаживания поверхности юбки до требуемого размера. Основным недостатком способа является уменьшение площади контакта и увеличение удельного давления, что обуславливает уменьшение толщины слоя смазки и нарушает условия трения между юбкой поршня и цилиндром. A known method of restoring worn parts such as thin-walled bodies of revolution from plastic metals (piston skirts) according to auth. N 1121117, CL B 23 P 6/02, 1986) which consists in increasing the diameter of the worn surface by upsetting the metal and then smoothing the surface of the skirt to the required size. The main disadvantage of this method is the reduction of the contact area and the increase in specific pressure, which leads to a decrease in the thickness of the lubricant layer and violates the friction conditions between the piston skirt and the cylinder.

Известен также способ восстановления полых цилиндрических деталей по авт. св. N 706225, кл. B 23 P 6/02, 1978, заключающийся в том, что на поршне вдоль образующей делают сквозную прорезь в зоне наименьшего износа, после чего прорезь расширяют расклиниванием до получения требуемого наружного диаметра и фиксируют ее в требуемом положении путем установки заклепок в предварительно выполненные в поршне по оси прорези отверстия. There is also a method of restoring hollow cylindrical parts by ed. St. N 706225, cl. B 23 P 6/02, 1978, which consists in the fact that on the piston along the generatrix a through slot is made in the zone of least wear, after which the slot is expanded by wedging to obtain the required outer diameter and fix it in the required position by installing rivets in the pistons made in the piston along the axis of the slot holes.

Недостатками известного способа являются: нарушение геометрии юбки вследствие местного в зоне прорези расклинивания, а также симметрии поверхностей юбки относительно продольной оси поршня; способ не позволяет получить требуемую величину раздачи для восстановления поршня на увеличенные от нормального ремонтные размеры (0,5 1 мм) для использования с увеличенными гильзами цилиндров; трудоемкая фиксация прорези с помощью заклепок. The disadvantages of this method are: violation of the geometry of the skirt due to local wedging in the slot area, as well as the symmetry of the surfaces of the skirt relative to the longitudinal axis of the piston; the method does not allow to obtain the required amount of distribution for the restoration of the piston to repair sizes increased from normal (0.5 to 1 mm) for use with enlarged cylinder liners; laborious fixation of the slot with rivets.

Целью изобретения является устранение указанных выше недостатков, упрощение и улучшение технологичности в реализации. The aim of the invention is to eliminate the above disadvantages, simplifying and improving manufacturability in the implementation.

Сущность предложенного способа заключается в том, что на юбке образуют три дополнительные прорези, при этом отверстия сверлят перед образованием прорезей в четырех точках пересечения образующих юбки, проходящих по краям секторов контакта поршня с цилиндром, и линии окружности, проходящей на высоте юбки, прорези выполняют по линиям образующих, проходящих через отверстия, затем сектора юбки между прорезями раздают до требуемого диаметра, фиксируют и заваривают прорези. The essence of the proposed method lies in the fact that three additional slots are formed on the skirt, while the holes are drilled before the formation of slots at the four intersection points of the skirts forming, passing along the edges of the piston-cylinder contact sectors, and the circle line running at the height of the skirt the lines of the generators passing through the holes, then the sectors of the skirt between the slots are distributed to the desired diameter, the slots are fixed and welded.

На чертеже изображен поршень со схемой сверления отверстий и выполнения прорезей в юбке поршня. The drawing shows a piston with a diagram of drilling holes and making slots in the piston skirt.

Возможность реализации предлагаемого способа обосновывается следующим. Большая разница в температурах различных поверхностей приводит к неравномерному расширению поршня при работе двигателя. Для надежной работы поршень выполняют так, чтобы его контакт с цилиндром осуществлялся через постоянную по размерам и расположению площадку на юбке поршня. У хорошо работающего поршня зона контакта располагается на юбке симметрично относительно перпендикулярного оси бобышек диаметрального сечения с каждой стороны юбки поршня. Общая площадь зоны контакта составляет 35-45% площади юбки. Это обусловлено тем, что юбка поршня имеет форму эллипса (овала) с расположением его большей (на 0,2-0,5 мм) оси перпендикулярно оси отверстий под поршневой палец. При этом наибольший диаметр имеет сектор юбки, соответствующий углу 70-90^о, где и осуществляется контакт поршня с цилиндром.The possibility of implementing the proposed method is justified by the following. A large difference in temperatures of various surfaces leads to uneven expansion of the piston during engine operation. For reliable operation, the piston is designed so that its contact with the cylinder is made through a platform of constant size and location on the piston skirt. For a well-functioning piston, the contact zone is located on the skirt symmetrically with respect to the perpendicular axis of the bosses of diametric section on each side of the piston skirt. The total area of the contact zone is 35-45% of the area of the skirt. This is due to the fact that the piston skirt has the shape of an ellipse (oval) with the location of its larger (0.2-0.5 mm) axis perpendicular to the axis of the holes under the piston pin. Thus the largest diameter of the skirt has a sector corresponding to the angle ^of 70-90, and wherein the contact is carried out with the piston cylinder.

Таким образом, износ поршня и уменьшение диаметра юбки происходит только в зоне контакта, не выходя за границы зоны, что указывает на необходимость восстановления размера юбки только в зоне контакта, а предлагаемый способ позволяет это осуществить. Thus, piston wear and a decrease in the diameter of the skirt occurs only in the contact zone, not going beyond the boundaries of the zone, which indicates the need to restore the size of the skirt only in the contact zone, and the proposed method allows this.

Кроме того, известно, что юбки поршней по высоте выполняют конусными с большим диаметром конуса внизу или бочкообразными. Исходя из этой особенности поршней можно утверждать, что предлагаемый способ раздачи юбки обеспечивает сохранение формы юбки по высоте конусной или бочкообразной (Информацию по вышеприведенному обоснованию см. справочник "Тракторные дизели", под. ред. Б.А.Взорова. М. Машиностроение, 1981, с. 203-205. Двигатели внутреннего сгорания, под. ред. А.С.Орлина, М. Машиностроение, 1984, с. 124-126). In addition, it is known that the height of the piston skirts is conical with a large cone diameter below or barrel-shaped. Based on this feature of the pistons, it can be argued that the proposed method of distributing the skirt ensures that the shape of the skirt is conical or barrel-shaped in height (For information on the above justification, see the reference book “Tractor Diesels”, under the editorship of B.A. Vzorov. M. Mechanical Engineering, 1981 , pp. 203-205. Internal combustion engines, under the editorship of A.S. Orlin, M. Mechanical Engineering, 1984, pp. 124-126).

На чертеже показана схема осуществления способа. The drawing shows a diagram of the implementation of the method.

Осуществление предлагаемого способа заключается в следующем. The implementation of the proposed method is as follows.

1. Надевают на поршень кондуктор для сверления отверстий и фиксируют кондуктор относительно отверстий поршня под палец технологическим пальцем. 1. Put a conductor on the piston for drilling holes and fix the conductor relative to the piston holes under the finger with a technological finger.

2. По кондуктору сверлят в юбке поршня с обеих сторон отверстия 1. 2. On the conductor drilled in the piston skirt on both sides of the hole 1.

3. На горизонтальном фрезерном станке двумя дисковыми фрезами за один проход выполняют четыре прорези 2 по образующим, проходящим через отверстия 1. С внутренней стороны юбки обрабатывают фаски в стенках прорезей под сварку. 3. On a horizontal milling machine, two cutters in one pass perform four slots 2 along the generatrix passing through holes 1. On the inside of the skirt, bevels are machined in the walls of the slots for welding.

4. Устанавливают поршень в специальное приспособление и осуществляют раздачу и фиксацию секторов юбки между прорезями до прилегания наружной поверхности юбки в ограничительную поверхность приспособления. В этом состоянии заваривают четыре прорези (паза), выдерживают до остывания шва и снимают поршень с приспособления. 4. Install the piston in a special device and distribute and fix the sectors of the skirt between the slots until the outer surface of the skirt fits into the bounding surface of the device. In this state, four slots (grooves) are brewed, kept until the seam cools and the piston is removed from the device.

5. Производят контроль размера юбки на соответствие его заданному диаметру. 5. Control the size of the skirt for compliance with its given diameter.

П р и м е р (конкретное выполнение способа). PRI me R (specific implementation of the method).

Заявляемый способ реализован на поршне 240-1004021 дизеля Д-240, изготовленного из алюминиевого сплава АЛ25 и имеющего номинальный диаметр юбки 110 мм. Юбка поршня имеет овальную и бочкообразную форму. Износ юбки составлял по поясу наибольшего диаметра 0,10 мм на диаметр (при допустимой величины 0,05 мм). С помощью кондуктора сверлили четыре отверстия диаметром 4 мм и на фрезерном станке 6Н80 дисковой фрезой диаметром 150 мм и толщиной 2 мм, выполняли четыре прорези. С помощью борфрезы обработали на стенках прорезей с внутренней стороны юбки фаски. Установили поршень в приспособление (кондуктор для раздачи и сварки) и раздали секторы юбки до упора в ограничительную поверхность приспособления и фиксировали. С помощью установки аргонно-дуговой сварки сварочной проволокой сплава АК10 диаметром 3,0 мм заварили прорези. После остывания до температуры помещения поршень снимали с приспособления. После заварки прорезей в зафиксированном в приспособлении состоянии и остывании поршня до температуры воздуха размер юбки составил в пределах 109,80-109,81 мм и удовлетворял требованиям. The inventive method is implemented on a piston 240-1004021 of a D-240 diesel engine made of AL25 aluminum alloy and having a nominal skirt diameter of 110 mm. The piston skirt is oval and barrel-shaped. The wear of the skirt was 0.10 mm per diameter along the belt of the largest diameter (with an allowable value of 0.05 mm). Using a conductor, four holes were drilled with a diameter of 4 mm, and on a 6H80 milling machine a disk cutter with a diameter of 150 mm and a thickness of 2 mm, four slots were made. Using borfreza processed on the walls of the slots on the inner side of the chamfer skirt. The piston was installed in the fixture (conductor for distribution and welding) and the sectors of the skirt were distributed all the way into the bounding surface of the fixture and fixed. Using the installation of argon-arc welding, welding slots of AK10 alloy with a diameter of 3.0 mm were welded. After cooling to room temperature, the piston was removed from the device. After welding the slots in the condition fixed in the device and cooling the piston to air temperature, the size of the skirt was in the range 109.80-109.81 mm and met the requirements.

Claims

METHOD OF PISTON REPAIR by restoring the diameter of the worn out skirt by distributing, including making a through slot to the height of the skirt along its generatrix and drilling through holes, characterized in that three additional slots are formed on the skirt, while the holes are drilled before forming the slots at the four intersection points of the forming skirts, passing along the edges of the sectors of contact of the piston with the cylinder, and the line of a circle passing at the height of the skirt, the slots are made along the lines of the generators passing through the holes, then the sectors of the skirt between the slots, they distribute the skirts to the required diameter, fix and weld the slots.