О достоинствах плавающей посадки поршневого пальца | Статья в журнале «Молодой ученый»

Авторы: ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №29 (133) декабрь 2016 г.

Дата публикации: 26.12.2016

Статья просмотрена: 1177 раз

Библиографическое описание:

Семенченко И. Ю., Медведева М. С. О достоинствах плавающей посадки поршневого пальца // Молодой ученый. — 2016. — №29. — С. 133-136. — URL https://moluch.ru/archive/133/37442/ (дата обращения: 18.08.2018).



Технологический процесс сборки является заключительным этапом изготовления изделия. От качества сборки зависит ресурс изделия в целом. Некачественная сборка даже деталей, изготовленных с соблюдением всех технических требований, неминуемо приведет к снижению ресурса узла. Примером некачественной сборки могут быть: перекос собираемых деталей, снижение величины натяга, повреждение сопрягаемых поверхностей, что в конечном итоге приводит к повышенному шуму и вибрациях при работе и снижению долговечности узла. В статье приводится обзор двух методов посадки поршневого пальце в бобышках поршня и втулке верхней головки шатуна:

1) Посадка, при которой палец запрессован в бобышки, свободно вращается во втулке.

2) Плавающая посадка, при которой палец свободно вращается как в бобышках, так и во втулке

Также будет сравнен ресурс данного соединения при сборке этими методами.

Описание конструкции узла, его служебного назначения, особенностей сборки, показателей точности деталей

В статье объектом рассмотрения является соединение поршневого пальца с поршнем и шатуном двигателя Иж Планета 5. Общий вид силового агрегата представлен на рисунке 1:

Рис. 1. Общий вид силового агрегата

Двигатель Иж Планета 5 имеет следующие технические характеристики:

– Тип двигателя двухтактный одноцилиндровый

– Диаметр цилиндра, мм 72

– Ход поршня, мм 85

– Степень сжатия 8,2–8,7

– Рабочий объем: 346 см3

– Максимальная мощность двигателя, л.с. 22 при 4850 об/мин

Поршневой палец служит для соединения поршня с шатуном. Данное соединения представлено на рисунке 2:

Рис. 2. Соединение поршня с шатуном

Поршневой палец (1) устанавливается в бобышки поршня (2) и во втулку (4) верхней головки шатуна (3). Палец фиксируется в бобышках с помощью стопорных колец (5). Существует 3 способа сборки данного соединения:

1) Палец установлен с натягом в бобышках поршня, с зазором во втулке шатуна

2) Палец установлен с зазором в бобышках поршня, но с натягом во втулке шатуна

3) Плавающая посадка, при которой палец установлен с зазором как в бобышках поршня, так и во втулке шатуна

В данном двигателе палец установлен с натягом в бобышках поршня, с зазором во втулке верхней головки шатуна.

Сборка пальца, который имеет посадку с натягом, имеет некоторые недостатки. Во-первых, для сборки будет необходим нагрев охватывающей детали, так как применение холодной запрессовки крайне нежелательно (возможно повреждение шатуна). Во-вторых, при посадке с натягом, у пальца неравномерно изнашивается рабочая поверхность, что приводит к снижению ресурса соединения.

Этих недостатков лишена плавающая посадка пальца, при которой палец устанавливается в бобышки поршня и во втулку шатуна от усилия руки, отпадает необходимость в использовании термического метода сборки. Также при такой посадке, палец имеет возможность проворачивания, при этом рабочая поверхность равномерность изнашивается.

Эксперимент

В эксперименте использованы два двигателя Иж Планета 5, приобретены 2 комплекта запасных частей производства ОАО Ижмаш- поршней первого ремонта, поршневых колец, поршневых пальцев, стопорных колец. Произведена:

1) Расточка цилиндра с тепловым зазором 0,05 мм

2) Замена втулок верхних головок шатуна, с последующими доработками развертыванием

3) Установка зазора в замке поршневых колец 0,3 мм

4) Доработка бобышек поршня из 2 комплекта развертываем для обеспечения посадки пальца с зазором

Произведено измерение микрометром, штангенциркулем размеров и проведен анализ показателей качества собираемых деталей, который представлен в таблице 1.

Таблица 1

Анализ показателей качества деталей

Таким образом, размеры находятся в пределах поля допуска, что позволяет судить о качестве собираемых деталей.

Произведена сборка двух двигателей, произведена обкатка с соблюдением рекомендаций завода-изготовителя в течение 2000 км, посторонний стуков не выявлено.

Условия работы двигателей

Мотоциклы эксплуатируются в одинаковых условиях:

– Мотоциклы эксплуатируются преимущественно по дорогам с асфальтовым покрытием

– Крейсерская скорость мотоциклов на шоссе 80–90 км/ч, обороты двигателя при этом составляют 2800–3200 об/мин, городском цикле диапазон оборотов составляет 2000–2500 км/ч. Для двигателя Иж Планета 5 такой режим эксплуатации является наиболее оптимальным с точки зрения ресурса

– Расход топлива для обоих двигателей составил 4–4.5 литра на 100 км пробега, что показывает отличное общее техническое состояние двигателей

– Угол опережения выставлен 3,25 мм до ВМТ

– Смазка двигателей осуществляется смесью бензина АИ 92 с маслом Лукойл 2T в пропорции 1:25

– Техническое обслуживание каждые 5000 км пробега (замена масла в КПП, чистка и регулировка карбюратора, очистка наружных поверхностей двигателей от загрязнений)

Результаты эксперимента

Через 20000 км произведена разборка двигателей с последующей дефектовкой:

Двигатель № 1(посадка пальца с натягом в бобышках)

При эксплуатации обнаружен легкий металлический стук при работе холодного двигателя, при прогреве стук пропадал. Позволяет косвенно судить о начальном износе соединения палец-втулка. Произведено 4 измерения пальца и втулки. Результаты показаны в таблице 2.

Таблица 2

Деталь

измерения

Поле рассеяния размера

1

2

3

4

Палец

14,856мм

14,944мм

14,953мм

14,663мм

0,088мм

Втулка

15,102мм

15,354мм

15,283мм

15,424мм

0,322мм

Выводы: показатели точности превышают допустимые пределы, достаточно большое поле рассеяния размеров, что позволяет судить о неравномерном износе деталей.

Двигатель № 2 (плавающая посадка пальца)

При эксплуатации посторонний стуков не обнаружено. Произведено 4 измерения пальца, втулки и бобышек. Результаты показаны в таблице 3.

Таблица 3

Деталь

измерения

Поле рассеяния размера

1

2

3

4

Палец

15,002

15,002

15,003

15,001

0,002

Втулка

15,01

15,012

15,011

15,01

0,002

Бобышки

15,025

15,025

15,024

15,025

0,001

Выводы: показатели точности находятся в пределах поля допуска, имеется незначительное поле рассеяния размеров.

Заключение

Таким образом, анализируя результаты эксперимента, выявили следующие достоинства плавающей посадки поршневого пальца, по сравнению с посадкой с натягом:

– Простота технологического процесса сборки

– Равномерный износ рабочей поверхности деталей

– Больший ресурс работы

Литература:

  1. К. П. Быков, П. В. Грищенко; ред. Т. А. Шленчик. Мотоцикл «Иж». Эксплуатация, ремонт, каталог деталей: пособие по ремонту. — Чернигов: ПКФ «Ранок», 2000. — 208 с.
  2. Тамаркин М. А., Давыдова И. В., Тищенко Э. Э. Технология сборочного производства. — Ростов-на-Дону: Феникс, 2007. — 270 с.
Основные термины (генерируются автоматически): бобышка поршня, палец, поршневой палец, втулка шатуна, верхняя головка шатуна, двигатель, втулка, плавающая посадка, общий вид, некачественная сборка.


Похожие статьи

Сравнение ресурса неподвижных неразъемных соединений...

Рис. 1. Общий вид силового агрегата. Двигатель Иж Планета 5 имеет следующие технические характеристики

Палец служит одновременно обоймой, по которой работают ролики подшипника нижней головки шатуна.

Моделирование напряженного состояния главного шатуна...

Расчетная модель для исследуемого двигателя типа ЧН13/14 (рис. 1) представляет собой сборку главного шатуна, поршневого пальца, прицепных пальцев, построенную в программном комплексе «SolidWorks».

Сравнение расчетных схем для оценки... | Молодой ученый

Длина пальца —. Расстояние межде бобышками поршня —.

Сначала в системе трёхмерного твердотельного проектирования Siemens NX10 создается сборка: упрощенная модель поршня, поршневой палец и верхняя головка шатуна.

Основные эксплуатационные дефекты гильз цилиндров...

Вращающийся коленчатый вал разобьет гильзу, поршень и шатун также будут повреждены.

Наибольшая овальность гильзы происходит в верхнем поясе в зоне расположения верхнего поршневого кольца при положении поршня в верхней мертвой точке.

Пути снижения потерь на трение в кривошипно-шатунном...

Эта суммарная сила, действующая на поршневой палец раскладывается на две составляющие: одна действует на тело (стержень) шатуна (Рш), а вторая перпендикулярно к стенке цилиндра N (нормальная сила) и прижимает поршень к стенке цилиндра (рисунок 1).

Особенности эксплуатации и диагностирования динамического...

Рис. 1. Общий вид поршневого компрессора. Рис. 2. Основные детали поршневого компрессора: 1 — поршень, 2 — шток, 3 — крейцкопф, 4,5 — башмаки крейцкопфа, 6 — палец, 7 — втулка крейцкопфа, 8 — кольцо крепления пальца, 9 — шпилька, 10 — шатун, 11...

Моделирование насосных ходов в картере одноцилиндрового...

О достоинствах плавающей посадки поршневого пальца. Моделирование напряженного состояния главного шатуна авиационного двигателя. Моделирование синхронного неявнополюсного дугостаторного двигателя (Z1 = 12)...

Изучение конструкции механизмов игл различных швейных машин

Верхнюю головку 7 шатуна и надевают на палец 4. Нижнюю же головку 8 шатуна соединяют с пальцем ползуна 9

Верхняя головка 7 шатуна 6 (рис. 1) свободно надевается на палец 4 кривошипа 1. Внутрь нижней головки 8 шатуна 6 свободно вкладывается палец ползуна 9.

Сравнение ресурса неподвижных неразъемных соединений...

Рис. 1. Общий вид силового агрегата. Двигатель Иж Планета 5 имеет следующие технические характеристики

Палец служит одновременно обоймой, по которой работают ролики подшипника нижней головки шатуна.

Моделирование напряженного состояния главного шатуна...

Расчетная модель для исследуемого двигателя типа ЧН13/14 (рис. 1) представляет собой сборку главного шатуна, поршневого пальца, прицепных пальцев, построенную в программном комплексе «SolidWorks».

Сравнение расчетных схем для оценки... | Молодой ученый

Длина пальца —. Расстояние межде бобышками поршня —.

Сначала в системе трёхмерного твердотельного проектирования Siemens NX10 создается сборка: упрощенная модель поршня, поршневой палец и верхняя головка шатуна.

Основные эксплуатационные дефекты гильз цилиндров...

Вращающийся коленчатый вал разобьет гильзу, поршень и шатун также будут повреждены.

Наибольшая овальность гильзы происходит в верхнем поясе в зоне расположения верхнего поршневого кольца при положении поршня в верхней мертвой точке.

Пути снижения потерь на трение в кривошипно-шатунном...

Эта суммарная сила, действующая на поршневой палец раскладывается на две составляющие: одна действует на тело (стержень) шатуна (Рш), а вторая перпендикулярно к стенке цилиндра N (нормальная сила) и прижимает поршень к стенке цилиндра (рисунок 1).

Особенности эксплуатации и диагностирования динамического...

Рис. 1. Общий вид поршневого компрессора. Рис. 2. Основные детали поршневого компрессора: 1 — поршень, 2 — шток, 3 — крейцкопф, 4,5 — башмаки крейцкопфа, 6 — палец, 7 — втулка крейцкопфа, 8 — кольцо крепления пальца, 9 — шпилька, 10 — шатун, 11...

Моделирование насосных ходов в картере одноцилиндрового...

О достоинствах плавающей посадки поршневого пальца. Моделирование напряженного состояния главного шатуна авиационного двигателя. Моделирование синхронного неявнополюсного дугостаторного двигателя (Z1 = 12)...

Изучение конструкции механизмов игл различных швейных машин

Верхнюю головку 7 шатуна и надевают на палец 4. Нижнюю же головку 8 шатуна соединяют с пальцем ползуна 9

Верхняя головка 7 шатуна 6 (рис. 1) свободно надевается на палец 4 кривошипа 1. Внутрь нижней головки 8 шатуна 6 свободно вкладывается палец ползуна 9.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Сравнение ресурса неподвижных неразъемных соединений...

Рис. 1. Общий вид силового агрегата. Двигатель Иж Планета 5 имеет следующие технические характеристики

Палец служит одновременно обоймой, по которой работают ролики подшипника нижней головки шатуна.

Моделирование напряженного состояния главного шатуна...

Расчетная модель для исследуемого двигателя типа ЧН13/14 (рис. 1) представляет собой сборку главного шатуна, поршневого пальца, прицепных пальцев, построенную в программном комплексе «SolidWorks».

Сравнение расчетных схем для оценки... | Молодой ученый

Длина пальца —. Расстояние межде бобышками поршня —.

Сначала в системе трёхмерного твердотельного проектирования Siemens NX10 создается сборка: упрощенная модель поршня, поршневой палец и верхняя головка шатуна.

Основные эксплуатационные дефекты гильз цилиндров...

Вращающийся коленчатый вал разобьет гильзу, поршень и шатун также будут повреждены.

Наибольшая овальность гильзы происходит в верхнем поясе в зоне расположения верхнего поршневого кольца при положении поршня в верхней мертвой точке.

Пути снижения потерь на трение в кривошипно-шатунном...

Эта суммарная сила, действующая на поршневой палец раскладывается на две составляющие: одна действует на тело (стержень) шатуна (Рш), а вторая перпендикулярно к стенке цилиндра N (нормальная сила) и прижимает поршень к стенке цилиндра (рисунок 1).

Особенности эксплуатации и диагностирования динамического...

Рис. 1. Общий вид поршневого компрессора. Рис. 2. Основные детали поршневого компрессора: 1 — поршень, 2 — шток, 3 — крейцкопф, 4,5 — башмаки крейцкопфа, 6 — палец, 7 — втулка крейцкопфа, 8 — кольцо крепления пальца, 9 — шпилька, 10 — шатун, 11...

Моделирование насосных ходов в картере одноцилиндрового...

О достоинствах плавающей посадки поршневого пальца. Моделирование напряженного состояния главного шатуна авиационного двигателя. Моделирование синхронного неявнополюсного дугостаторного двигателя (Z1 = 12)...

Изучение конструкции механизмов игл различных швейных машин

Верхнюю головку 7 шатуна и надевают на палец 4. Нижнюю же головку 8 шатуна соединяют с пальцем ползуна 9

Верхняя головка 7 шатуна 6 (рис. 1) свободно надевается на палец 4 кривошипа 1. Внутрь нижней головки 8 шатуна 6 свободно вкладывается палец ползуна 9.

Сравнение ресурса неподвижных неразъемных соединений...

Рис. 1. Общий вид силового агрегата. Двигатель Иж Планета 5 имеет следующие технические характеристики

Палец служит одновременно обоймой, по которой работают ролики подшипника нижней головки шатуна.

Моделирование напряженного состояния главного шатуна...

Расчетная модель для исследуемого двигателя типа ЧН13/14 (рис. 1) представляет собой сборку главного шатуна, поршневого пальца, прицепных пальцев, построенную в программном комплексе «SolidWorks».

Сравнение расчетных схем для оценки... | Молодой ученый

Длина пальца —. Расстояние межде бобышками поршня —.

Сначала в системе трёхмерного твердотельного проектирования Siemens NX10 создается сборка: упрощенная модель поршня, поршневой палец и верхняя головка шатуна.

Основные эксплуатационные дефекты гильз цилиндров...

Вращающийся коленчатый вал разобьет гильзу, поршень и шатун также будут повреждены.

Наибольшая овальность гильзы происходит в верхнем поясе в зоне расположения верхнего поршневого кольца при положении поршня в верхней мертвой точке.

Пути снижения потерь на трение в кривошипно-шатунном...

Эта суммарная сила, действующая на поршневой палец раскладывается на две составляющие: одна действует на тело (стержень) шатуна (Рш), а вторая перпендикулярно к стенке цилиндра N (нормальная сила) и прижимает поршень к стенке цилиндра (рисунок 1).

Особенности эксплуатации и диагностирования динамического...

Рис. 1. Общий вид поршневого компрессора. Рис. 2. Основные детали поршневого компрессора: 1 — поршень, 2 — шток, 3 — крейцкопф, 4,5 — башмаки крейцкопфа, 6 — палец, 7 — втулка крейцкопфа, 8 — кольцо крепления пальца, 9 — шпилька, 10 — шатун, 11...

Моделирование насосных ходов в картере одноцилиндрового...

О достоинствах плавающей посадки поршневого пальца. Моделирование напряженного состояния главного шатуна авиационного двигателя. Моделирование синхронного неявнополюсного дугостаторного двигателя (Z1 = 12)...

Изучение конструкции механизмов игл различных швейных машин

Верхнюю головку 7 шатуна и надевают на палец 4. Нижнюю же головку 8 шатуна соединяют с пальцем ползуна 9

Верхняя головка 7 шатуна 6 (рис. 1) свободно надевается на палец 4 кривошипа 1. Внутрь нижней головки 8 шатуна 6 свободно вкладывается палец ползуна 9.

Задать вопрос