про ремонтный размеры
на поршнях, в текущем моторе, выбиты циферки «0.50». Что, как я выяснил, свидетельствует о их ремонтном размере +0.5.
есть у меня второй мотор, почти целиком, только разобран, т.к. изношен. там на поршнях другая маркировка.
и судя по размерам они стандартные, и гильзы в блоке стандартных размеров, за минусом износа.
А финансы поют романсы…
Итак, вопрос: реально ли из поршней +0.5 выточить поршни +0.25, а блок расточить до ремонтного размера +0.25?
сейчас нутромером измерили с братом, макс диаметр в блоке со стандартными размерами гильз это порядка +0.1.+0.14 в бОльшую сторону к стандарту.
каков допустимый максимальный люфт(по продольной оси поршня) колец в их пазах на поршне?
ну и кусок мануала
Оценка точности элементных размеров деталей цилиндро-поршневой группы автомобильного двигателя ЗМЗ-511. 10 Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»
ТОЧНОСТЬ ЭЛЕМЕНТНЫХ РАЗМЕРОВ ДЕТАЛЕЙ / ФОРМЫ ПОВЕРХНОСТЕЙ ЭЛЕМЕНТОВ И ИХ ВЗАИМНОГО РАСПОЛОЖЕНИЯ / ПОСАДКА / ДОПУСК ПОСАДКИ / ГРУППОВОЙ ДОПУСК / РАЗМЕРНАЯ ЦЕПЬ / DIMENSIONAL ACCURACY OF MEMBERS OF PARTS / SHAPE OF SURFACES OF MEMBERS AND THEIR POSITIONAL RELATIONSHIP / METHOD OF APPLICATION OF CALCULATION OF THE PROBABILITY PERFORMANCES OF LINKING OF PARTS / WEAR / FITS
Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Чигрик Надежда Николаевна
На основании исследования вопросов точности элементных размеров деталей цилиндро-поршневой группы автомобильного двигателя ЗМЗ-511.10 при их комплектации и групповой взаимозаменяемости методом селективной сборки по группам действительных ремонтных размеров, применения методики расчета вероятностных характеристик цилиндрических сопряжений и графического изложения вероятностного распределения зазоров и натягов в сопряжениях «гильза поршень», «отверстие в поршне под установку поршневого пальца поршневой палец», «поршневой палец отверстие во втулке верхней головки шатуна в сборе» выведены соотношения распределения зазоров и натягов в указанных сопряжениях и функциональная расчетная зависимость определения теоретического зазора и натяга в цилиндрическом сопряжении.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Чигрик Надежда Николаевна
Исследование влияния погрешности отклонения формы сопрягаемых поверхностей деталей цилиндро-поршневой группы автомобильного двигателя ЗМЗ-511. 10 при селективной сборке на точность элементных размеров
Исследование влияния составляющих функционального допуска посадки на долговечность и точность сборки неподвижных сопряжений деталей цилиндро-поршневой группы автомобильного двигателя ЗМЗ-511. 10. Часть 1
Аккумуляция газообразных углеводородов некоторыми сельскохозяйственными растениями в зоне действия нефтехимических предприятий Западной Сибири
Исследование влияния составляющих функционального допуска посадки на долговечность и точность сборки неподвижных сопряжений деталей цилиндро-поршневой группы автомобильного двигателя ЗМЗ-511. 10. Часть 2
Метрологическое обеспечение точности сборки шатуна с деталями цилиндро-поршневой группы двигателя внутреннего сгорания
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Estimation of accuracy of element dimentions of parts in cylinder-piston group of the automobile motor engine ZMZ-511.10
On the foundation of study of problems of accuracy of the element dimensions of parts of cylinder-piston group of the automobile motor engine ZMZ-511.10 at their complete set and element set interchangability by the method of selective assembly on groups of the true repair sizes, application of the method of calculation of the probability performances of cylindrical couple and plot of account of probability allocation of gaps and negative allowances in couples «cylinder -piston», «opening in the cylinder piston under the installation of a piston pin piston pin», «a piston pin opening in the bush to the upper head of a connecting rod in gathering» are given proportions of allocation of gaps and negative allowances in the indicated couples and functional design dependence of definition of an idealized gap and negative allowance in cylindrical linking.
Текст научной работы на тему «Оценка точности элементных размеров деталей цилиндро-поршневой группы автомобильного двигателя ЗМЗ-511. 10»
мощности / И. А. Мурог [и др.] // Проектирование колесных машин : материалы Всерос. науч.-техн. конф., посвящ. 70-летию факультета «Специальное машиностроение» МГТУ им.
Н. Э. Баумана. — М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Б аумана, 2010. — С. 87-91.
4. Мурог, И. А. Теория автомобильной техники как абстрактная сложная система / И. А. Мурог, В. Ф. Васильченков // Материалы XXIX науч.-метод. конф. воен. автомоб. и-та — Рязань : ВАИ, 1999 — С. 125 — 128.
ТЕРЕЩЕНКО Евгений Сергеевич, кандидат технических наук, преподаватель кафедры двигателей Омского филиала Военной академии материально-технического обеспечения (ОФВАМТО).
Адрес для переписки: tesa1978@mail.ru
МУРОГ Игорь Александрович, кандидат технических наук, профессор (Россия), заместитель губернатора Челябинской области.
Адрес для переписки: pr06@reginf.urc.ac.ru ФАДЕЕВ Дмитрий Юрьевич, кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры двигателей ОФВАМТО.
Адрес для переписки: dima11780@inbox.ru ШАБАЛИН Денис Викторович, кандидат технических наук, преподаватель кафедры двигателей ОФВАМТО.
Адрес для переписки: shabalin_d79@mail.ru
Статья поступила в редакцию 15.02.2013 г.
© Е. С. Терещенко, И. А. Мурог, Д. Ю. Фадеев, Д. В. Шабалин
УДК 621.9.08:621.753.2:531.7:621.431 Н. Н. ЧИГРИК
Омский техникум высоких технологий машиностроения
ОЦЕНКА ТОЧНОСТИ ЭЛЕМЕНТНЫХ РАЗМЕРОВ ДЕТАЛЕЙ ЦИЛИНДРО-ПОРШНЕВОЙ ГРУППЫ АВТОМОБИЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ ЗМЗ-511.10_______________________________
На основании исследования вопросов точности элементных размеров деталей ци-линдро-поршневой группы автомобильного двигателя ЗМЗ-511.10 при их комплектации и групповой взаимозаменяемости методом селективной сборки по группам действительных ремонтных размеров, применения методики расчета вероятностных характеристик цилиндрических сопряжений и графического изложения вероятностного распределения зазоров и натягов в сопряжениях «гильза — поршень», «отверстие в поршне под установку поршневого пальца — поршневой палец», «поршневой палец — отверстие во втулке верхней головки шатуна в сборе» выведены соотношения распределения зазоров и натягов в указанных сопряжениях и функциональная расчетная зависимость определения теоретического зазора и натяга в цилиндрическом сопряжении. Ключевые слова: точность элементных размеров деталей, формы поверхностей элементов и их взаимного расположения, посадка, допуск посадки, групповой допуск, размерная цепь.
Работоспособность деталей и механизмов автомобиля зависит от изменения предельных отклонений в подвижных сопряжениях вследствие износа деталей, ослабления прочности сопрягаемых посадочных соединений, нарушения нагрузочного режима, несоблюдения норм точности на сборку изделий и взаимной увязки отклонений размеров, формы и расположения, шероховатости поверхностей с точки зрения их влияния на погрешность измерений. Повышение качества ремонта автомобилей достигается совершенствованием организации технологии сборочных процессов и соблюдения технических требований на сборку, а комплектование и подбор деталей при ремонте непосредственно влияет на формирование его качества. При этом погрешность измерений зависит не только от точности применяемых средств измерений, но и от полноты реализации стандартных определений измеряемых величин, применяемого метода измерений, метода сборки,
условий, способа и схемы измерений, правильности и соответствия значений в конструкторской документации технических записей нормам точности, установления соответствия терминологии геометрических величин, их условных обозначений стандартным определениям на диаметр вала и отверстия по ГОСТ 25346-89 (СТ СЭВ 145-88) и ГОСТ 25347-82 (СТ СЭВ 144-88) [1, 2], на допуски формы и расположения поверхностей — по ГОСТ 24642-81, ГОСТ 24643-81 [3, 4].
Все размеры с проставленными нормами точности следует подразделять на элементные, или сопрягаемые, образующие посадку с сопрягаемой деталью, и координирующие, определяющие положение элементов детали или присоединяемых деталей относительно комплекта основных конструкторских баз. Реальная форма поверхностей элементов делает элементный размер переменным, ограниченным двумя значениями — наибольшим и наименьшим. Например,
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 2 (120) 2013 МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ
МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 2 (120) 2013
Рис. 1. Расположение полей допусков втулки и вала при посадке с зазором: а — концентричное расположение полей допусков втулки и вала относительно общего центра симметрии; б — смещение полей допусков втулки и вала относительно общего центра симметрии вертикально вниз
до совмещения их в одной точке; в — образование предельных значений отклонений сопряжения
наибольший диаметр вала есть диаметр прилегающего цилиндра, а его наименьший диаметр — минимальное расстояние между противолежащими точками цилиндрической поверхности. Допуск элементного размера ограничивает отклонение формы его поверхностей, а допуск координирующего размера ограничивает отклонения расположения образующих его элементов. При измерениях и сортировке деталей на размерные группы валы сортируются по наибольшему диаметру, а отверстия — по наименьшему.
Реальное расположение элементов деталей делает переменными координирующие размеры, которые также можно ограничить двумя значениями — наибольшим и наименьшим, измеренными как расстояния между прилегающими к реальным поверхностям или их осям в направлениях, определяемых конструкторскими базами по ГОСТ 21495-76 [5]. Отклонения расположения не включают расположение формы рассматриваемой поверхности за счет использования прилегающих поверхностей, при этом исключения составляют радиальное и торцевое биение. Действительные размеры годных отверстий и валов в партии деталей, изготовленных по одним и тем же чертежам, могут колебаться между заданными предельными размерами, соответственно величина зазоров или натягов в сопряжении может колебаться в зависимости от действительных размеров сопрягаемых поверхностей деталей.
Графическое отображение при посадке с зазором расположения полей допусков втулки и вала относительно общего центра симметрии (рис. 1 а) наглядно поясняет образование предельных значений размеров и отклонений в сопряжении. Окружности, соответствующие предельным отклонениям втулки и вала, отстоят относительно номинальной окружности на значения верхних и нижних отклонений, причем оба отклонения втулки положительны, а отклонения вала отрицательны. Графическое определение значений номинального размера и предельных диаметральных отклонений втулки и вала в сопряжении осуществляется путем смещения окружностей вертикально вниз до совмещения их в одной точке (рис. 1 б). Однако такое графическое пояснение неудобно в связи с невозможностью совмещения масштабов номинального и предельных размеров ввиду того, что номинальный размер составляет де-
сятки и сотни миллиметров, а отклонения — всегда доли миллиметра. Для наглядности графического отображения значение номинального размера не указывают, а положение номинального размера без указания значения в масштабе заменяют горизонтальной линий, относительно которой откладывают в масштабе значения предельных отклонений сопряжения втулки с валом (рис. 1 б, в).
Объем сборочных работ составляет приблизительно 20 % общей трудоемкости капитального ремонта автомобилей [6]. Комплектование и подбор деталей играет более важную роль в формировании качества при ремонте автомобилей, чем при их производстве. В отличие от автостроения, где сборка производится из деталей, имеющих только номинальные размеры, сборка при ремонте автомобилей производится из трех различных по своей точности групп деталей, поступающих на сборку — из деталей годных без ремонта, восстановленных и новых. В авторемонтном производстве полная взаимозаменяемость сохраняется для деталей новых и восстановленных под действительные размеры. Для деталей ремонтных размеров взаимозаменяемость возможна лишь в пределах одного ремонтного размера, а для деталей, поступающих на сборку с допустимыми износами ремонтных размеров, взаимозаменяемость утрачивает свое значение в связи с невозможностью обеспечения величины допустимых отклонений в сопряжениях собираемых узлов и агрегатов. Соответственно, организация сборочных процессов в авторемонтном производстве может осуществляется по методу полной взаимозаменяемости, методом групповой взаимозаменяемости или селективного подбора, методом регулировки и пригонки.
Сборка методом пригонки производится путем изменения размера одной из деталей, заранее определенной величины, снятия с нее слоя металла. Все другие детали изготавливаются с экономически достижимой точностью для данных условий. Метод регулировки обеспечивает заданную точность в сопряжении путем постановки прокладок, шайб и дополнительных деталей.
Сборка по методу полной взаимозаменяемости наиболее желательна, но ее применение в авторемонтном производстве ограничено из-за использования при комплектации и подборе деталей годных без
Рис. 2. Схема сортировки деталей на группы: а) посадка с зазором, Т1)=ТТТ
ремонта, восстановленных и новых, изготовленных с более расширенными полями допусков при последующей сортировке деталей на равное число групп с более узкими групповыми допусками, что обеспечивается методом групповой взаимозаменяемости или методом селективной сборки.
В авторемонтном производстве с помощью селективного подбора обеспечивается точность сборки сопряжений узлов и механизмов, собираемых из деталей трех категорий — новых, восстановленных и изношенных, но с допустимыми износами. Селективная сборка узлов и агрегатов применяется для обеспечения высокой точности при отсутствии возможности точной обработки деталей. Необходимая точность собираемых узлов и механизмов автомобилей достигается путем включения в размерную цепь деталей, изготовленных со сравнительно широкими технологически выполненными допусками, в связи с тем, что изготовление деталей с меньшими допусками связано с увеличением вероятности появления брака и повышением себестоимости. При этом предусматривается дальнейшая комплектация деталей на равное число групп с более узкими групповыми допусками и последующей сборкой деталей по одноименным группам.
Селективным подбором обеспечивается сборка деталей цилиндро-поршневой группы двигателя, таких как поршни, поршневые пальцы, цилиндры, отверстия в бобышках поршня и в верхней головке шатуна; деталей переднего моста — сборка отверстий балки передней оси под клин шкворня поворотной цапфы; деталей заднего моста — сборка крестовины дифференциала и сателлита; деталей коробки передач — сборка наружной обоймы подшипника и диаметра отверстия под подшипник ведущего и ведомого вала.
Для установления числа групп п сортировки деталей необходимо знать требуемые предельные значения групповых зазоров или натягов, которые находят из условия обеспечения наибольшей долговечности соединения, либо допустимую величину группового допуска Тйгр’ или ТПгр’, определяемую точностью сборки и сортировки деталей, величиной возможной погрешности их формы. При этом отклонения формы не должны превышать группового допуска, поскольку одна и та же деталь может попасть в одну или в другую ближайшую группу в зависимости от того, в каком сечении будет измеряться деталь при сортировке. Из схемы сортировки деталей (рис. 2), при селективной сборке сопрягаемых деталей по посадке с зазором или с натягом, наибольшие зазоры или натяги уменьшаются, а наименьшие увеличиваются, приближаясь с ростом числа групп сортировки к среднему значению зазора или натяга для данной посадки, что делает соединения более стабильными и долговечными. В переходных посадках наибольшие натяги и зазоры уменьшаются, приближаясь с ростом числа групп сортировки к тому натягу или зазору, который соответствует серединам полей допусков деталей. В случай определения числа п групп, когда в исходной посадке наблюдается равенство полей допусков отверстия и вала ТБ=Тй групповой зазор или натяг остаются постоянными при переходе от одной группы к другой (рис. 2 а). При сборке деталей для повышения долговечности подвижных соединений необходимо создавать наименьший допустимый зазор, а для повышения надежности соединений с натягом — наибольший допустимый натяг. В случае, когда поле допуска отверстия больше поля допуска вала ТБ>Тй групповой зазор (или натяг) при переходе от одной группы к другой изменяются (рис. 2б, в), что не обеспечивает однородность соединений. Со-
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 2 (120) 2013 МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ
Рис. 3. Графическое пояснение образования вероятностным способом отклонений полей допусков вала и отверстия, значений предельных и средних зазоров сопряжения, распределенных по нормальному закону распределения Гаусса
ответственно при равенстве полей допусков отверстия и вала ТБ=Тй наблюдается целесообразность применения метода селективного подбора.
В сопряжениях цилиндрических деталей предельные размеры вала и отверстия являются случайными величинами. Используя правило об алгебраическом суммировании систематических частей величин и квадратическом — случайных [7— 13] и принимая допущение, что распределение предельных размеров вала и отверстия соподчинены нормальному закону распределения в пределах поля допуска отверстия и вала [14], расчет предельных зазоров и натягов в сопряжении проводят вероятностным способом (рис. 3), полагая, что средние (систематические) значения диаметров соответствуют середине поля допуска отверстия и вала (Ес и ес), распределяются симметрично относительно центра группирования по нормальному закону распределения (кривой Гаусса), а случайное рассеивание размеров
от среднего значения размеров составляет половину поля допуска и определяется средним квадрати-
ческим отклонением, равным —Т (т. е. ТО= 6сО,
Соответственно, значения зазора или натяга также будут распределяться по нормальному закону симметрично относительно среднего значения зазора или натяга (5С или МС). При этом среднее квадратическое отклонение для посадки (или ан ) определяется выражением
вероятностный допуск посадки (Т^ или ТNN )
Ремонтные размеры и селективная подборка
Как ранее отмечалось, диаметр поршня должен строго соответствовать диаметру цилиндра с обеспечением необходимого зазора между ними. Но в реальном производстве изготовленные детали всегда несколько отличаются друг от друга. Поэтому во многих отраслях машиностроения, и автомобилестроение в том числе, принята селективная подборка. После изготовления измеряются и по результатам измерений детали делятся на несколько классов или групп, с определённым диапазоном измеряемого размера. То есть каждому классу отверстия цилиндра (обычно класс цилиндра выбит в определённом месте на блоке цилиндров), подбирается поршень такого же класса.
Например, на ВАЗе поршни подразделяются на пять классов (A, B, C, D и E), но в запасные части для ремонта двигателей поставляются поршни только трёх классов (А, С и Е). Считается, что этого вполне достаточно для выполнения качественного ремонта.
Группа поршня по диаметру
Группы поршня по диаметру
Таблица и рисунок даны только для примера, поскольку для разных моделей двигателей выпускаются поршни разных номинальных размеров. На рисунке и в таблице упоминаются поршни разного номинального диаметра.
Кроме этого выпускаются поршни ремонтного размера, с увеличенным на 0,4 и 0,8 мм диаметром.
Не путайте ремонтные размеры, с классами по селективной подборке. Классы селективной подборки отличаются друг от друга на сотые, а, иногда, на тысячные доли миллиметра. А номинальные ремонтные размеры отличаются на несколько десятых долей миллиметра.
Во время капитального ремонта двигателя с расточкой блока цилиндров под ремонтный размер отверстий цилиндров специалисты ремонтного предприятия точно подгоняют диаметр цилиндра под имеющиеся поршни при хонинговке. Если по причине износа или наличия задиров требуется отремонтировать отверстие одного цилиндра, придётся растачивать все цилиндры. Не допускается применения на одном двигатели поршни разных ремонтных размеров.
Диаметр поршня измеряется при помощи микрометра, в направлении, перпендикулярном оси поршневого пальца, на строго установленном расстоянии от низа юбки поршня, указанном в руководстве по ремонту.
Все измерения, как диаметра поршня, так и диаметра отверстия цилиндра необходимо проводить при нормальной комнатной температуре – 20º С.
Различные производители имеют различные группы или классы поршней по диаметру. Поэтому перед ремонтом двигателя ознакомьтесь с Руководством по ремонту.
Кроме селективного подбора поршней по диаметру, поршни также делятся на несколько групп по диаметру отверстия под поршневой палец. Обычно группа поршня определяется цветовой меткой на внутренней поверхности бобышки поршня. Палец поршня имеет соответствующую по цвету метку на торцевой поверхности пальцы.
Группа поршня по диаметру поршневого пальца
Группа поршня по диаметру поршневого пальца
Каждой группе соответствует установленный диапазон отверстия под поршневой палец, обычно различие между группами не превышает нескольких тысячных миллиметра.
Группа поршня по весу
Некоторые производители, также делят поршни на несколько групп по весу. Иногда при ремонте двигателя вес поршней уравнивается за счёт снятия металла в установленном месте юбки поршня.
Чем меньше различие в весе поршней, тем меньше вибрации двигателя. При замене поршней подбирайте поршни одной весовой группы или, если это указано в Руководстве по ремонту, при помощи удаления металла уравняйте вес поршней.
Данные о размерах поршня и направлении его установки обычно выбиты на днище поршня.
Метки на днище поршня
1. Стрелка для ориентирования поршня в цилиндре
2. Ремонтный размер
3. Класс поршня по диаметру
4. Группа отверстия поршневого пальца
И так, поршни одного двигателя делятся по следующим признакам:
1. Класс поршня по диаметру (селективная подборка)
2. Группа отверстия под поршневой палец (селективная подборка)
3. Ремонтный размер
4. Группа по весу поршня
Как подобрать поршень под рабочий цилиндр
Похожие статьи.
- Российские размеры детской одежды
- Autocad: виды размеров: линейные, угловые, радиальные, ординатные размеры; создание и использование размерных стилей.
- Типовые размеры элт-мониторов
- Размер и положения графического объекта
03 Информация на поршне
Опытные мотористы часто сталкиваются в своей работе с трудностью, когда в ремонт поступает очень старый автомобиль, и нет какой либо возможности точно идентифицировать тип его двигателя. Часто просто бывает не корректная информация в документах, на автомобиль, например ошибка (опечатка) в VIN коде или в графе «ТИП ДВИГАТЕЛЯ». Но ремонтировать нужно, и необходимо правильно подобрать ремонтные поршни.
Тогда на помощь приходит информация о номере отливки на внутренней части поршня. Следует извлечь поршень из блока цилиндров, очистить от нагара внутреннюю полость и прочесть отлитые цифры и буквы. Подобный способ подходит не для всех поршней, но основные поставщики конвейеров европейских автомобилей MAHLE, Kolbenschmidt, AE, Nural позволяют расшифровать эти данные.
Что же такое «номер отливки»? Поршни, имеющие одинаковые основные параметры изготавливаются на одном и том же технологическом оборудовании (в частности в одной литьевой форме), затем подвергаются последующей механической обработке в зависимости от требуемого ремонтного размера и модификации. То есть для поршней имеющие STD и ремонтные размеры номера отливок совпадают. Как правило, одному номеру отливки соответствуют несколько поршней на один двигатель, это стандартный поршень и его последующие ремонты. Но есть исключения (когда номер отливки совпадет с несколькими модификациями поршня) тогда необходимо замерить контролируемые геометрические параметры.
Как расшифровать? Мы рекомендуем проверять ваши номера отливок через бумажные каталоги соответствующих производителей. Помимо этого вы можете расшифровать эти данные и с помощью on-line каталогов наших поставщиков.
Следует определить изготовителя старого поршня по торговой маркировке, а затем, используя его каталог (бумажный или электронный) ввести найденный номер. Значение номера отливки необходимо вводить непосредственно в поле поиска по артикулу детали ( Artikel # ) или поиска по замене номера (Reference No:). Не забывайте проверять полученные результаты по основным геометрическим размером со старыми деталями.