RU2133663C1

RU2133663C1 - Piston restoring method

Info

Publication number: RU2133663C1
Application number: RU97118983/02A
Authority: RU
Inventors: В.Л. Луканин; Ю.С. Коробов
Original assignee: Государственное объединение "Уральский завод транспортного машиностроения"
Priority date: 1997-11-19
Filing date: 1997-11-19
Publication date: 1999-07-27

Abstract

FIELD: machine engineering, namely restoring pistons of different hydraulic and pneumatic drive units. SUBSTANCE: method comprising steps of applying basic coat onto worn surface and subsequently working it also includes steps of placing at piston ends technological plugs whose diameters are equal to that of cylindrical surface, preliminarily applying technological coat for filling annular grooves, turning surface until size required before applying main coat; providing rigidity of technological coat lower than that of main coat. EFFECT: enhanced reliability of restored parts of piston, versatility of method. 2 cl

Description

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к восстановлению поршней различных гидро- и пневмоприводов. The invention relates to the field of mechanical engineering, namely to the restoration of pistons of various hydraulic and pneumatic drives.

Известен способ восстановления поршней наплавкой, когда на цилиндрическую поверхность наплавляется слой металла с последующей проточкой [1]. К недостаткам способа относятся высокий уровень термических напряжений в наплавленном слое и зоне термического влияния, а также сложность технологии наплавки, обусловленную структурными превращениями в наплавленном слое. A known method for the restoration of pistons by surfacing, when a layer of metal with a subsequent groove is deposited on a cylindrical surface [1]. The disadvantages of the method include a high level of thermal stresses in the deposited layer and the heat affected zone, as well as the complexity of the surfacing technology due to structural transformations in the deposited layer.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ восстановления поршней методами газотермического напыления, заключающийся в нанесении покрытия на изношенную поверхность с последующей мехобработкой [2] . При напылении расплавления материала детали не происходит, поэтому способ более универсален, чем указанный выше. Однако во многих случаях качество при этом снижается. Причина в том, что на цилиндрических поверхностях большинства поршней выполняются кольцевые канавки для установки компрессионных и маслоотражательных колец. При нанесении покрытия по способу-прототипу на кромках переходов "цилиндрическая поверхность-канавка" и "цилиндрическая поверхность - торец" прочность сцепления покрытия с основой уменьшается за счет краевых напряжений в этих зонах. Если на гладкой поверхности при попадании на нее напыляемой частицы тепло отводится во все стороны, то на указанных выше кромках теплоотвод уменьшен из-за отсутствия с одной стороны массива детали. Это приводит к перегреву и увеличению внутренних напряжений в зоне кромки - краевых напряжений. Снижение по этой причине прочности сцепления не позволяет обеспечить стабильное качество восстанавливаемых деталей. Closest to the proposed technical solution is a method for the restoration of pistons by gas thermal spraying, which consists in applying a coating to a worn surface with subsequent machining [2]. When spraying, melting of the material of the part does not occur, therefore, the method is more versatile than the above. However, in many cases, the quality is reduced. The reason is that on the cylindrical surfaces of most pistons, annular grooves are made for installing compression and oil deflector rings. When applying the coating according to the prototype method at the edges of the transitions "cylindrical surface-groove" and "cylindrical surface-end", the adhesion strength of the coating to the base decreases due to edge stresses in these zones. If heat is removed in all directions on a smooth surface when a sprayed particle gets on it, then on the above edges the heat sink is reduced due to the absence of a part array on one side. This leads to overheating and an increase in internal stresses in the edge zone - edge stresses. The decrease in adhesion for this reason does not allow to ensure the stable quality of the restored parts.

Задачей предлагаемого изобретения является восстановление поршней из различных материалов, имеющих цилиндрическую поверхность с кольцевыми канавками при обеспечении надежности детали за счет нанесения дополнительного технологического покрытия. The task of the invention is the restoration of pistons from various materials having a cylindrical surface with annular grooves while ensuring the reliability of the part due to the application of additional technological coatings.

Для решения указанной задачи производят операции нанесения покрытия на изношенную поверхность и последующую мехобработку. От технического решения [2], принятого за прототип, способ отличается тем, что перед нанесением указанного выше основного покрытия по торцам поршня устанавливают технологические заглушки диаметром, равным диаметру цилиндрической поверхности, наносят технологическое покрытие, заполняющее кольцевые канавки, затем перед нанесением основного покрытия доводят данную поверхность, например, протачиванием до требуемого по этой операции диаметра, при этом твердость технологического покрытия ниже твердости основного покрытия. To solve this problem, operations are carried out for coating a worn surface and subsequent machining. From the technical solution [2] adopted for the prototype, the method differs in that before applying the above-mentioned main coating, technological plugs are installed at the ends of the piston with a diameter equal to the diameter of the cylindrical surface, a technological coating is applied to fill the annular grooves, then this coating is finished before applying the main coating surface, for example, by grinding to the diameter required for this operation, while the hardness of the process coating is lower than the hardness of the main coating.

После установки по торцам заглушек и заполнения канавок материалом технологического покрытия теплоотвод с поверхности поршня становится равномерным. Это исключает указанные выше краевые напряжения по кромкам канавок и торцев поршня. After installing plugs at the ends and filling the grooves with the technological coating material, the heat sink from the piston surface becomes uniform. This eliminates the above-mentioned edge stresses along the edges of the grooves and piston ends.

Опыт показал, что материал технологического покрытия нужно брать более мягким и пластичным, чем материал основного слоя, для уменьшения возможности скалывания последнего при удалении мехобработкой технологического покрытия из кольцевых канавок. Experience has shown that the material of the technological coating should be taken softer and more plastic than the material of the main layer to reduce the possibility of chipping of the latter when machining removes the technological coating from the annular grooves.

Нужный перед нанесением основного покрытия диаметр поршня выбирается следующим образом. Во-первых, требуется обеспечить механическую прочность слоя основного покрытия. Для этого его толщина обычно составляет 0,4...1,5 мм в зависимости от условий работы и материала покрытия. Во-вторых, требуется снизить возможность скалывания основного покрытия и уменьшить трудоемкость при окончательной мехобработке. Для этого технологическое покрытие наносится с припуском 0,5. ..1,0 мм на сторону выше номинального диаметра поршня, а перед нанесением основного покрытия проточку технологического покрытия производят ступенчато:
- по участкам рабочей поверхности поршня до диаметра ниже номинального на 0,4...1,5 мм на сторону;
- по участкам над кольцевыми канавками и заглушками технологическое покрытие не удаляется.The piston diameter required before applying the main coating is selected as follows. Firstly, it is required to ensure the mechanical strength of the base coat layer. For this, its thickness is usually 0.4 ... 1.5 mm, depending on the working conditions and coating material. Secondly, it is required to reduce the possibility of chipping of the main coating and reduce the complexity in the final machining. For this, the technological coating is applied with an allowance of 0.5. ..1.0 mm to the side above the nominal diameter of the piston, and before applying the main coating, the groove of the technological coating is produced in steps:
- on sections of the piston working surface to a diameter below the nominal by 0.4 ... 1.5 mm per side;
- in the areas above the annular grooves and plugs, the technological coating is not removed.

Указанные отличия от прототипа позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "новизна". Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях при изучении данной и смежных областей техники и, следовательно, обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию "существенные отличия". These differences from the prototype allow us to conclude that the proposed technical solution meets the criterion of "novelty." Signs that distinguish the claimed technical solution from the prototype, are not identified in other technical solutions in the study of this and related areas of technology and, therefore, provide the claimed technical solution according to the criterion of "significant differences".

Пример конкретного выполнения. An example of a specific implementation.

Для восстановления чугунного поршня диаметром 80 мм, с тремя кольцевыми канавками шириной 3 мм, глубиной 4 мм и расстоянием 2-3 мм между ними были выполнены технологические операции по предлагаемому способу. To restore the cast iron piston with a diameter of 80 mm, with three annular grooves with a width of 3 mm, a depth of 4 mm and a distance of 2-3 mm between them, technological operations were performed according to the proposed method.

1. Установка по торцам технологических заглушек диаметром 79 мм и толщиной 5 мм. 1. Installation at the ends of technological plugs with a diameter of 79 mm and a thickness of 5 mm.

2. Нанесение газотермическим методом технологического покрытия из бронзы до диаметра 81 мм с заполнением поршневых канавок. 2. The application of a gas-thermal method of technological coating of bronze to a diameter of 81 mm with the filling of the piston grooves.

3. Проточка поршня до диаметра 79 мм по участкам рабочей поверхности поршня. 3. Piston grooves up to a diameter of 79 mm over sections of the piston working surface.

4. Нанесение основного стального покрытия толщиной 1 мм на сторону. 4. Application of the main steel coating with a thickness of 1 mm per side.

5. Проточка цилиндрической поверхности на номинальный диаметр 80 мм, удаление технологического покрытия из поршневых канавок, торцовка поршня, снятие заглушек. 5. Groove of the cylindrical surface to a nominal diameter of 80 mm, removal of the technological coating from the piston grooves, trimming of the piston, removal of the plugs.

Восстановленный таким образом поршень был установлен в узел насоса и обеспечил его надежную работу. The piston thus restored was installed in the pump assembly and ensured its reliable operation.

Применение предложенного способа восстановления поршней обеспечивает надежность детали и универсальность метода. The application of the proposed method for the restoration of pistons ensures the reliability of the part and the versatility of the method.

Использованная литература
1. Наплавка поршней ДВС с электромагнитным перемешиванием сварочной ванны. Черныш В. П. , Матяш В.И. Сварка цветных металлов. - Киев. 1989, с. 47-49.References
1. Surfacing of ICE pistons with electromagnetic stirring of the weld pool. Chernysh V.P., Matyash V.I. Non-ferrous metal welding. - Kiev. 1989, p. 47-49.

2. Газотермическое напыление композиционных порошков. А.Я. Кулик, Ю.С. Борисов, А.С. Мнухин, М.Д. Никитин. - Л.: Машиностроение, Ленингр.отделение, 1985, 199 с., ил. 2. Thermal spraying of composite powders. AND I. Kulik, Yu.S. Borisov, A.S. Mnukhin, M.D. Nikitin. - L .: Engineering, Leningrad Branch, 1985, 199 pp., Ill.

Claims

1. A method of restoring pistons having a cylindrical surface with annular grooves, comprising applying the main coating to a worn surface and subsequent machining, characterized in that technological plugs are installed at the ends of the piston with a diameter equal to the diameter of the cylindrical surface, and a technological coating is applied that prefills the annular grooves, then before applying the main coating bring this surface to the diameter required for this operation, while tv The hardness of the process coating is chosen below the hardness of the base coat.

2. The method according to p. 1, characterized in that the diameter of the piston to the desired size is adjusted by grinding its surface.