CC BY
19
УДК 621.4-222
АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ ИЗНОШЕННЫХ ГИЛЬЗ ЦИЛИНДРОВ
Analysis of Measurement Results for Worn Cylinder Liners
Будко С.И., канд. техн. наук, доцент, Гринь А.М., канд. экон. наук, доцент, Потапов С.В., канд. техн. наук, доцент, Кузюр В.М. канд. техн. наук, доцент Киселева Л.С., ст. преподаватель, Кройтор Д., магистрант Budko S.I., Grin A.M., Potapov S.V., Kuzur V.M. Kiseleva L.S., Kroitor D.
ФГБОУ ВО «Брянский государственный аграрный университет» Bryansk State Agrarian University
Реферат. Вопрос взаимосвязи нецилиндричности гильз с их предельными отклонениями достаточно не изучен, несмотря на его большую значимость при оценке ремонтопригодности данных деталей цилиндро-поршневой группы. Ремонтопригодность гильз цилиндров зависит, как от степени износа, так и от погрешности формы внутренней рабочей поверхности и наружных посадочных поверхностей. Гильзы цилиндров подвергаются не только износу, но и деформациям. В связи с этим выбор ремонтного размера должен быть обоснован действительными отклонениями размеров гильз. Долговечность данной детали обеспечивается следующими параметрами: размером отверстия; взаимным расположением поверхностей; формой в продольном и поперечном сечениях [1]. Согласно техническим условиям на восстановление гильз цилиндров автотракторных двигателей овальность и конусность рабочей поверхности не должна превышать 0,02 - 0,03 мм. Допускается радиальное биение наружной поверхности поясков не более 0,15 мм, а разность биения верхнего и нижнего посадочных поясков: тракторные гильзы 0,10 мм, автомобильные 0,04 мм. При восстановлении гильз цилиндров надо принимать во внимание также погрешности формы, как внутренней (нецилиндричность), так и наружных посадочных поверхностей [2, 3].
Abstract. The correlation between non-cylindrical liners and their limit deviations has not sufficiently studied, despite its great importance in assessing the maintainability of the parts of the cylinder-piston group. The maintainability of cylinder liners depends on both the wear degree and the shape error of the inner working surface and the outer mounting surfaces. Cylinder liners are subject not only to wear, but also to deformations. In this regard, the choice of repair size must be justified by actual deviations in the size of the liners. The operating life of this part is provided by the following parameters: the size of the hole; the positional relationship of the surfaces; the shape in the longitudinal and cross sections [1]. According to the technical conditions for the restoration of cylinder liners of motor and tractor engines, the ovality and conicity of the working surface should not exceed 0.02-0.03 mm. The radial motion variation of the outer surface of the belts is allowed no more than 0.15 mm, and the radial motion difference between the upper and lower mounting belts of tractor liners is 0.10 mm, and of automobile ones is 0.04 mm. When restoring cylinder liners, it is also necessary to take into account shape errors, both internal (non-cylindrical) and external mounting surfaces [2, 3].
Ключевые слова: гильза цилиндров, измерение, овальность, конусность, износ, посадочная поверхность.
Key words: cylinder liner, measurement, ovality, conicity, wear, mounting surface.
Определение задачи. При тепловых нагрузках, запрессовке или выпрессовке, в гильзах цилиндров могут возникать деформации посадочных поясков, которые приводят к образованию овальности и конусности. Поэтому, были проведены исследования по изучению действительных размеров и нецилиндричности указанных участков гильз.
Нижний посадочный поясок гильзы цилиндра двигателя ЗМЗ-5245.10 состоит из трех отдельных поясков, визуальный осмотр которых позволил установить следующее:
- поверхность среднего пояска практически не подвергается воздействию охлаждающей жидкости поэтому следов коррозии очень мало, износ отсутствует. Так как размер пояска мало изменяется в процессе эксплуатации по нему определяли биение нижнего посадочного пояса гильзы относительно ее внутренней рабочей поверхности.
- поверхности верхнего и нижнего поясков очень сильно подвержена коррозии от воздействия охлаждающей жидкости из-за чего после мойки и очистки данные поверхности почти у всех гильз имели большие неровности. Восстановление этих поясков не требуется, так как их функция заключается только в фиксировании уплотнения, их измерения не проводились.
При восстановлении гильз цилиндров не уделяется достаточного внимания контролю взаимного расположения ее поверхностей, на ряде предприятий технического сервиса отсутствуют приборы для контроля положения оси отверстия относительно посадочных поясков [4].
Результаты. В процессе эксплуатации двигателя происходит интенсивное изнашивание гильз цилиндров, что приводит к нарушению их геометрической формы (овальности и конусности). Анализ результатов измерений внутренних диаметров гильз цилиндров показал, что величина максимальных предельных отклонений размеров изменяется в пределах от 0,02 до 0,62 мм, диапазон рассеивания величин овальности находится в пределах 0,02 ... 0,20 мм, а конусности - 0,02 ... 0,55 мм. Почти все гильзы имеют наибольшую овальность на расстоянии 14 мм от верхнего торца, что соответствует области максимального износа.
На рисунке 1 представлено распределение максимальных овальностей и конусностей изношенных гильз цилиндров двигателя ЗМЗ-5245.10.
от от аI
1 - гистограмма, 2 - полигон, 3 - дифференциальная кривая Рисунок 1 - Распределение максимальных овальностей (а) и конусностей (б) изношенных гильз цилиндров двигателя ЗМЗ-5245.10
Количество гильз цилиндров с максимальным предельным отклонением размеров до 0,23 мм составляет 75% от общего количества гильз, поступающих на восстановление, их овальность не превышает до 0,10 мм, а конусность 0,28 мм.
Гильзы, имеющие предельное отклонение размера более 0,23 мм или конусность более 0,21 мм, следует выбраковывать. Неравномерность износа гильз цилиндров по диаметру является основной причиной отказа в восстановлении. При восстановлении гильз цилиндров двигателя ЗМЗ-5245.10 следует устранить максимальную овальность и конусность достигающую 0,18 мм и 0,26 мм соответственно.
При хонинговании гильз цилиндров возможно исправить овальность до 0,15 мм при съеме припуска до 0,20 мм на диаметр, а исправление конусности в пределах 0,26 мм требует проведения исследований.
Измерение положения оси отверстия изношенной гильзы относительно оси посадочных поясков были проведены с помощью прибора Яоип^ев! ЯЛ-120, согласно разработанной
методике. Смещение оси отверстия определялось по разности биений верхнего и нижнего посадочных поясков в одной плоскости.
После дефектации было установлено, что размер верхнего посадочного пояса колеблется в пределах 103,52-104,06 мм, а нижнего - 101,52-102,06 мм. В процессе работы двигателя происходят незначительные изменения размеров этих участков. Это объясняется деформацией гильз цилиндров после разборки двигателя, из-за их выпрессовывания или выбивания.
Результаты измерений гильз цилиндров показали, что величина биения наружной поверхности верхнего и нижнего посадочного поясков относительно внутренней рабочей поверхности изменяется в пределах 0,02 ... 0,17 мм и 0,02 ... 0,18 мм соответственно.
Распределение размеров представлено в виде графиков на рисунке 2.
Pan ОАО 0J0 0.20 OJO
0.03 0.06 0.09 012 0.15 0.18 № б
а
Рисунок 2 - Полигон распределения биения наружной поверхности верхнего (1) и нижнего (2) посадочных поясков относительно внутренней рабочей поверхности (а), разности биения посадочных поясков при измерении в одной плоскости (б) гильз цилиндров
двигателя ЗМЗ-5245.10 после эксплуатации
Из рисунка 2 установлено, что количество гильз цилиндров с радиальным биением поверхности верхнего и нижнего посадочного поясков до 0,17 мм соответствуют техническим условиям.
Количество гильз цилиндров двигателя ЗМЗ-5245.10 с биением торцевой поверхности опорного пояса относительно внутренней поверхности до 0,02 мм составляет 85%, таким образом лишь 15% гильз требуют ее восстановления. Наличие данного дефекта оказывает влияние на точность гильз при их базировании в механическом приспособлении и, как следствие, на точность ее восстановления.
Овальность верхнего посадочного пояска колеблется в пределах 0 ... 0,08 мм, а нижнего - 0 ... 0,1 мм (рис. 3).
1 х i1
г \
1 1—1
О 002 001 ЦОб ЦОв 0", т
Рисунок 3 - Распределение овальности верхнего (1) и нижнего (2) посадочных поясков гильз
цилиндров двигателя ЗМЗ-5245.10
Допуск на овальность посадочных поясков по техническим условиям составляет 0,02 мм. Статистический анализ распределения дает следующие количественные оценки: для верхнего посадочного пояса - ? = 0,0121 ми, а = 0,0119 мм, V =0,85, для нижнего посадочно-
1 1 2
1 \ *
\\
/ v\ >
Л/ Ч
Ра
0.20
010
J
L
\
0 0.02 0.0Í 006 0,08 ММ
го пояса - t = 0,0141 мм, а = 0,0151 мм, V = 0,94. Установлено, что число годных гильз по верхнему посадочному поясу составляет 83%, а по нижнему - 86%. Таким образом, как минимум 17% гильз цилиндров двигателя ЗМЗ-5245.10 требуют восстановления посадочных поясков. Однако, многие предприятия технического сервиса их не восстанавливают.
Выводы. Анализ результатов измерений гильз цилиндров двигателя ЗМЗ-5245.10 после эксплуатации показал, что распределение максимальных предельных отклонений размеров, овальности и конусности гильз подчиняется закону Вейбулла. По биению торцевой поверхности опорного пояска относительно внутренней поверхности гильзы двигателя ЗМЗ-5245.10 свыше 16 % данных деталей требуют восстановления, а по овальности посадочных поясков - 17...24%.
Предельное отклонение размеров изношенных гильз цилиндров двигателя ЗМЗ-5245.10 составляет 0,018...0,411 мм, овальности - 0,023...0,311 мм и конусности -0,024...0,42 мм.
При восстановлении гильз цилиндров следует учитывать не только предельный размер внутреннего диаметра, но и погрешности форм изношенных гильз.
Библиографический список
1. Лапик В.П., Синяя Н.В. Анализ способов восстановления гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания // Вестник Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования "Московский государственный агроинженерный университет им. В.П. Горячкина". 2007. № 1 (21). С. 104-107.
2. Мартынов С.В., Ашаков С.В. Основные дефекты гильз цилиндров ДВС и причины их возникновения // Инновационные идеи молодых исследователей для агропромышленного комплекса России: сб. материалов Всерос. науч.-практ. конф. молодых ученых. 2017. С. 11-13.
3. Анализ износов гильз цилиндров автотракторных двигателей / Е.В. Зубенко., Ю.И. Жевора. Н.А. Марьин, Е.Н. Глебова, К.С. Волкова // Актуальные проблемы научно-технического прогресса в АПК: материалы XIV междунар. науч.-практ. конф. 2018. С. 293-297.
4. Леонов О.А., Антонова У.Ю. Выбор универсальных средств измерений для контроля гильз цилиндров двигателя при селективной сборке // Тракторы и сельхозмашины. 2017. № 6. С. 52-57.
5. Методы наплавки износостойких покрытий на поверхностидеталей почвообрабатывающих машин / Д.А. Капошко, А.А. Воронин, В.В. Ковалев и др. // Проблемы энергообеспечения, автоматизации, информатизации и природопользования в АПК: материалы междунар. науч.-техн. конф. Брянск: изд-во Брянский ГАУ, 2016 С. 96-99.
6. Методология и механизмы совершенствования размещения и специализации агропромышленного производства / А.И. Алтухов, Л.П. Силаева, Л.Б. Винничек, В.А. Семыкин, Р.В. Солошенко, Д.С. Пириев, З.Ф. Пулатов, Ж.Т. Кульчикова, М.Л. Яшина, Н.В. Климова,
B.И. Векленк, О.В. Святова, В.М. Солошенко, О.Н. Кондрашова, М.Р. Курбонов, Т.Ю. Асмус, Е.В. Воловая, С.А. Измайлова, О.И. Жукова, И.Ф. Петрова и др. Курск, 2016.
7. Оценка эффективности функционирования системы подготовки кадров, связанных с обеспечением безопасности дорожного движения / А.Н. Новиков, А.П. Трясцин., Ю.Н. Баранов, В.И. Самусенко, А.М. Никитин // Вестник Брянского ГТУ. 2014. № 4 (44).
C. 188-195.
8. Ожерельев В.Н., Никитин В.В. Приспособление к дисковому почвообрабатывающему орудию. Патент на изобретение RU 2344586 C1, 27.01.2009. Заявка № 2007135700/12 от 26.09.2007.
References
1. Lapik V.P., Sinyaya N.V. Analiz sposobov vosstanovleniya gilz tsilindrov dvigateley vnu-trennego sgoraniya // Vestnik Federalnogo gosudarstvennogo obrazovatelnogo uchrezhdeniya vysshego professionalnogo obrazovaniya "Moskovskiy gosudarstvennyy agroinzhenernyy universi-tet im. V.P. Goryachkina". 2007. № 1 (21). S. 104-107.
2. Martynov S.V., Ashakov S.V. Osnovnye defekty gilz tsilindrov DVS i prichiny ih voz-niknoveniya // Innovatsionnye idei molodyh issledovateley dlya agropromyshlennogo kompleksa Rossii: sb. materialov Vseros. nauch.-prakt. konf. molodyh uchenyh. 2017. S. 11-13.
3. Analiz iznosov gilz tsilindrov avtotraktornyh dvigateley / E.V. Zubenko., Yu.I. Zhevora. N.A. Marin, E.N. Glebova, K.S. Volkova // Aktualnye problemy nauchno-tehnicheskogo progressa v APK: materialy XIVmezhdunar. nauch.-prakt. konf. 2018. S. 293-297.
4. Leonov O.A., Antonova U.Yu. Vybor universalnyh sredstv izmereniy dlya kontrolya gilz tsilindrov dvigatelyapri selektivnoy sborke // Traktory i selhozmashiny. 2017. № 6. S. 52-57.
5. Metody naplavki iznosostoykih pokrytiy na poverhnosti detaley pochvoobrabatyvayuschih mashin / D.A. Kaposhko, A.A. Voronin, V.V. Kovalev i dr. // Problemy energoobespecheniya, avtomatizatsii, informatizatsii i prirodopolzovaniya v APK: materialy mezhdunar. nauch.-tehn. konf. Bryansk: izd-vo Bryanskiy GAU, 2016 S. 96-99.
6. Metodologiya i mehanizmy sovershenstvovaniya razmescheniya i spetsializatsii ag-ropromyshlennogo proizvodstva /A.I. Altuhov, L.P. Silaeva, L.B. Vinnichek, V.A. Semykin, R. V. So-loshenko, D.S. Piriev, Z.F. Pulatov, Zh.T. Kulchikova, M.L. Yashina, N.V. Klimova, V.I. Veklenk, O. V. Svyatova, V.M. Soloshenko, O.N. Kondrashova, M.R. Kurbonov, T. Yu. Asmus, E. V. Volovaya, S.A. Izmaylova, O.I. Zhukova, I.F. Petrova i dr. Kursk, 2016.
7. Otsenka effektivnosti funktsionirovaniya sistemy podgotovki kadrov, svyazannyh s obespecheniem bezopasnosti dorozhnogo dvizheniya / A.N. Novikov, A.P. Tryastsin., Yu.N. Bara-nov, V.I. Samusenko, A.M. Nikitin // Vestnik Bryanskogo GTU. 2014. № 4 (44). S. 188-195.
8. Ozherelev V.N., Nikitin V.V. Prisposoblenie k diskovomu pochvoobrabatyvayuschemu orudiyu. Patent na izobretenie RU 2344586 C1, 27.01.2009. Zayav-ka № 2007135700/12 ot 26.09.2007.
УДК 62-592
РАСЧЕТ ТОРМОЗОВ
Brake Calculation
Сакович Н.Е. д-р техн. наук, профессор, Поцепай С.Н., Васькина Т.И. старшие преподаватели
Sakovich N.Ye., Potsepai S.N., Vas'kina T.I.
ФГБОУ ВО «Брянский государственный аграрный университет» Bryansk State Agrarian University
Реферат. При расчете тормозов устанавливают зависимость между тормозными моментами, создаваемыми колодками, и силами, прижимающими колодки к барабану. Колодка с элементарной площадкой на фрикционной накладке прижимается к тормозному барабану силой. Со стороны барабана на площадку действуют сила давления, сила трения, момент от силы трения. Давление распределяется по длине колодки по синусоидальному закону, если фрикционный барабан и тормозные колодки абсолютно жесткие, фрикционная накладка идеально приработана к барабану, деформация фрикционной накладки подчиняется закону Гука. Синусоидальный закон распределения характерен для служебных торможений; при торможениях с большей интенсивностью из-за увеличения деформаций колодок и барабана, приобретающего овальную форму, он искажается и приближается к равномерному. При любом законе распределения давления определяем через равнодействующую силу всех элементарных сил, приложенную в точке, координаты, которые определяются приведенным радиусом и углом. При расчете барабанных тормозов следует проводить проверку на отсутствие самозаклинивания колодки графически или аналитически. При проверке графическим способом в выбранном масштабе строят все силы, действующие на колодку. Если линия равнодействующей проходит выше центра опорного пальца колодки, то возможность самозаклинивания исключена. При аналитическом способе проверки принимают создаваемый колодкой тормозной момент бесконечно большим, при этом знаменатель в формуле обращается в нуль. Тормоза рассчитывают в такой последовательности: определяют сумму тормозных моментов; определяют моменты на отдельных осях транспортного средства; выбирают схему тор-
