|
Так как кольца устанавливают в поршневых канавках подвижно, то может случиться, что при работе стыки смежных колец станут друг против друга, в результате чего утечка увеличится. Для предупреждения этого явления поршневые кольца стопорят в угловом направлении с помощью радиальных штифтов, располагаемых в стыке колец и закрепляемых в теле поршня. Стыки соседних колец устанавливают диаметрально противоположно.
Недостаток стопорения колец в том, что кольца (в силу всегда имеющейся неравномерности давления по периферии) изнашивают стенки цилиндра неравномерно, нарушая его круглую форму. У подвижных, не-застопоренных колец неравномерность износа сглаживается угловым перемещением (блужданием) колец в поршневых канавках во время работы. У колец с косым стыком угловое перемещение имеет регулярный характер благодаря сдвигающим силам, возникающим в стыке при возвратно-поступательном движении поршня и стремящимся повернуть, кольцо в канавке.
Стопорение колец обязательно, если на стенках цилиндра имеются углубления, каналы, окна (например, продувочные окна в двухтактных двигателях-"внутреннего сгорания), пересекаемые кольцами при возвратно-поступательном движении поршня. Случайное совпадение стыка с окнами может вызвать поломку колец.
Материалы. Изготовление. Поршневые кольца изготовляют чаще всего из качественного перлитного чугуна, отличающегося износостойкостью и высокими антифрикционными свойствами, обусловленными присутствием в структуре пластинчатого графита.
Типовые механические свойства чугунов для поршневых колец следующие (верхние пределы относятся к легированным чугунам): Е = (11 13)10* МПа;
Механические свойства практически не изменяются до 450 С.
Чугунные поршневые кольца после обдирки подвергают старению, естественному или искусственному (при 500 -550 "С).
Кольца, работающие в условиях обильной смазки, изготовляют из пружинной стали, закаленной и подвергнутой среднему отпуску (350 - 500 С). Стальные кольца требуют повышенной поверхностной твердости стенок цилиндра.
Иногда поршневые кольца изготовляют из кованой бронзы марок БрАЖН или БрАЖМц, а в ответственных случаях - из бериллиевой бронзы марки БрБ2.
«Эллиптические» кольца равномерного давления получают одним из следующих способов: 1) отливкой (для чугунных колец) заготовок, имеющих в плане форму, соответствующую теоретическому профилю; 2) обработкой заготовок по копиру; 3) деформацией заготовки с последующей фиксацией формы термической обработкой (термический способ); 4) накатыванием внутренней поверхности колец с переменной силой накатки.
Чугунные кольца ответственного назначения изготовляют литьем в кокили. Отливки получают с минимальными припусками на последующую механическую обработку.
При обработке по копиру кольцу придают необходимый профиль точением или фрезерованием. Затем делают прорез, сводят концы и в таком состоянии обрабатывают наружную и внутреннюю поверхности на круглошлифо-вальных станках.
При изготовлении чугунных колец по термическому способу круглые заготовки, выполненные с небольшим припуском на механическую обработку, надевают на оправку, форма которой соответствует теоретическому профилю. Полученную форму фиксируют нагревом заготовок до температуры 600 -650 °С, после чего передают заготовки на отделочные операции, которые производят со сведенными концами.
При накатывании кольца укладывают в кольцевые канавки вращающегося приспособления; тыльную поверхность колец накатывают роликом, эксцентрично установленным в приспособлении так, чтобы он оказывал максимальное давление на стороне кольца, противоположной замку. При правильном выборе величины эксцентриситета кольцо, расправляясь после накатывания, принимает форму, близкую к теоретической. После этого шлифуют торцы и в сведенном состоянии наружную поверхность колец.
При накатывании происходит нагартовка: во внутренних волокнах кольца создаются напряжения сжатия, противоположные напряжениям растяжения, возникающим при надевании кольца на поршень, благодаря чему можно безопасно увеличить ширину кольца с выигрышем в давлении.
После отделочных операций кольца подвергают притирке в эталонном цилиндре. Точность прилегания колец проверяют просвечиванием щели между наружной поверхностью кольца и стенками эталонного цилиндра. Нормы допустимого просвета устанавливают в зависимости от назначения колец. Для точных колец допустим просвет не более 0,01 мм.
Кольца ответственного назначения проверяют на равномерность радиального давления с помощью электропьезометрических или электромагнитных приборов с построением полярной диаграммы давлений.
|
