За один рабочий ход шабером снимается слой металла толщиной
|
Общие понятия о шабрении Категория: Шабрение, притирка и др. Общие понятия о шабрении Шабрением называется обработка поверхности изделия режущим инструментом — шабером, при помощи которого с обрабатываемого изделия соскабливается тонкий слой металла обычно в пределах до 0,4 мм. Шабрение производится, как правило, после работы резцом, напильником или другими режущими инструментами для лучшей отделки поверхности обрабатываемого изделия и придания ему более точных размеров. В частности шабрение применяется в тех случаях, когда необходимо получить гладкие трущиеся поверхности, обеспечить плотное прилегание сопряженных поверхностей. Шабрению подвергают как широкие, так и узкие прямолинейные и криволинейные поверхности различных деталей, например станин металлорежущих станков и подвижных частей подшипников, а также различных приспособлений и инструментов (проверочные плиты, линейки, угольники и др. Чтобы выявить, какие места необходимо шабрить, изделие кладут обрабатываемой поверхностью на проверочную плиту, покрытую тонким слоем краски (рис. 272), легко нажимая на изделие, перемещают его по плите в разных направлениях. В результате выступающие места на поверхности изделия покрываются пятнами краски. Эти места и обрабатывают шабером. По мере шабрения количество пятен и их размеры постепенно увеличиваются и, наконец, доходят до пределов, допускаемых техническими условиями. Шабрение — трудоемкая операция, требующая большой затраты времени, так как приходится постепенно снимать с обрабатываемой поверхности очень тонкие слои металла; при тонком шабрении за один ход шабера снимается слой стружки толщиной до 0,01 мм. Шабрением можно обеспечить точность обработки до 0,005—0,01 мм. Качество шабрения определяется по числу точек соприкосновения сопрягаемых поверхностей на квадрате со стороной 25 мм. Рис. 1. Процесс шабрения: а — перенос краски на шабруемую плитку с проверочной плиты: 1 — проверочная рамка, 2 — пятна краски на шабруемой поверхности; б — прием шабрения направляющих плоскостей станка, а — положение шабера при работе Припуски на шабрение устанавливаются в зависимости от длины обрабатываемых плоскостей или диаметра обрабатываемых отверстий. дольные канавки (желобки), что делает более удобной заточку и заправку инструмента. Рабочее движение шаберами для обработки внутренних поверхностей боковое — вправо-влево. Кроме цельных, применяются вставные шаберы, предложенные новаторами производства. На рис. 3 показан универсальный комбинированный шабер, допускающий быструю смену режущих пластин, а потому удобный для выполнения различных шабровочных работ. Рис. 2. Универсальный шабер: а — устройство универсального шабера: 1 — сменная режущая пластинка, 2—корпус. 3 — винт, 4 — ручка; б — сменная режущая пластинка: 1 — в размере, 2—форма режущей части сменной пластинки На рис. 2, б показана пластинка 4 X 20 X 80 мм, у которой четыре режущие грани — по две с каждого конца. С торцов пластинка- имеет радиус в 2,5 мм, а с боковых граней — угол, рав ный 1°30’. Такая геометрия пластинки обеспечивает хорошее сочетание толщины и ширины снимаемой стружки, а также чистоту поверхности. Слесарь, располагающий при шабровке несколькими сменными пластинками с острыми режущими кромками, может повысить производительность шабрения на 20—30%. Кроме режущего инструмента, при шабрении употребляют проверочные инструменты. К ним относятся проверочная плита, применяемая при шабрении изделий с широкими плоскостями, Рис. 3. Проверочные линейки, применяемые при шабрении Проверочный инструмент необходимо оберегать от ржавления и попадания на него грязи и стружек, охранять от ударов. При работе надо пользоваться всей поверхностью проверочной плиты, а не только одной ее частью. Реклама:Читать далее:Точность шабрения
Статьи по теме:
Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум |
Прилегание сопрягаемых поверхностей считается плотным, если количество точек соприкосновения на участке 25 X 25 мм2 будет не менее трех (для герметичных соединений не менее пяти). Для проверки количества точек на шабруемой поверхности пользуются специальной проверочной рамкой.
Этот шабер состоит из корпуса держателя, ручки, зажимного винта и сменной режущей пластинки из инструментальной стали, твердого сплава или быстрорежущей стали. Пластинку вставляют в держатель и зажимают винтом, вращая ручку шабера по направлению движения часовой стрелки. 
После работы проверочную плиту очищают, смазывают и закрывают футляром или деревянной крышкой. В случае длительного перерыва в работе рабочие части плиты после очистки смазывают вазелином, плотно закрывают восковой бумагой и лишь после этого накрывают плиту футляром или крышкой.Слесарное дело
В каких единицах измеряется метрическая резьба:
В мм
В каких размерах (единицах) выражается шаг дюймовой резьбы:
Число витков на длине 1 дюйма
В комплект, состоящий из 3 метчиков, входят, черновой, средний и чистовой метчики.
У которого из них заборная часть имеет 3-4 срезанных нитки:
Черновой
Высоколегированные стали имеют суммарное содержание легирующих элементов
Более 10%
Для лекальных, граверных работ и для зачистки применяются:
Надфили
Для обработки какого материала предназначены рашпили
Очень мягких металлов и неметаллов
Для опиливания стали и чугуна применяют напильники
С двойной насечкой
Для разметки стальной поверхности нанесения линий (рисок) применяют:
Чертилку
Для чего перед шабрением поверхность детали окрашивают:
Для выявления неровностей
За один рабочий ход шабером снимается слой металла толщиной
0,005-0,07 мм
Зенкерование применяется для:
Обработки отверстий полученных ковкой, штамповкой, литьем и предварительно просверленных
Зенкерование применяют для:
Увеличения отверстия под головки болтов и винтов
Изменение формы и размеров изделия под действием внешне и внутренней силы называется:
Деформация
Инструмент, применяемый при рубке металла
Применяется: слесарная ножовка, труборез, ножницы по металлу
Инструментом для развертывания является:
Развертка
Инструментом для рубки металла является:
Зубило
Какая из перечисленных операций относится к термообработке
Отжиг
Какая плашка дает точную резьбу по диаметру
Цельная
Какая плашка при нарезании дает точный профиль, долее гладкую и чистую поверхность резьбы
Накатная
Какие инструменты применяются при опиливании
Применяются: напильники, надфили, рашпили
Какие напильники применяют для обработки твердых сплавов
Драчевые
Какой инструмент применяется для нарезания внутренней резьбы?
Метчик
Какой чертилкой можно наносить риски в труднодоступных местах
С отогнутым концом
Какую резьбу называют крепёжной
Цилиндрическую треугольную
Какую резьбу нарезают на болтах, винтах и шпильках
Треугольную
Какую резьбу применяют, когда винт должен передавать большое одностороннее усилие
Упорную
Качество поверхности при шабрении определяют:
По расположению пятен краски на единицу обработанной поверхности
Качество стали зависит от содержания
Серы и фосфора
Керн это:
Углубление от разметочного инструмента
Критерии, по которому стали делятся на обыкновенные, качественные, высококачественные:
Содержание серы и фосфора
Легированные сплавы отличаются от обычных
Наличием специальных элементов вводимых для улучшения свойств сплава
Материалы, которые обычно используют на сжатие
Чугуны
Металл, находящийся в жидком состоянии
Ртуть
На алюминий разметку наносят:
Карандашом
На основании чего производят разметку детали:
Производят на основании чертежа
На сколько классов делятся напильники в зависимости от числа насечек на 10 мм длины
Делятся на 8 классов
Назвать виды разметки
Существует два вида: плоскостная и пространственная
Назначение напильника №0-1
Драчевой
Назовите виды зенкеров:
Машинные и ручные
Назовите виды плашек:
Круглая, квадратная (раздвижная), резьбонакатная
Модульная, сегментная, профильная
Назовите виды разверток по способу использования:
Ручные и машинные
Назовите виды разверток по точности обработки:
Ручные и машинные
Назовите виды разверток по форме рабочей части:
Цилиндрические и конические
Назовите виды свёрл:
Спиральные, перовые, центровочные, кольцевые, ружейные
Назовите виды сверлильных станков:
Ручные, машинные и станочные
Назовите виды шаберов по конструкции:
Цельные и составные
Назовите виды шаберов по форме режущей кромки:
Плоские, трёхгранные, фасонные
Назовите инструмент для нарезания наружной резьбы:
Плашка
Назовите инструменты и приспособления, применяемые при правке:
Применяется: параллельные тиски, стуловые тиски, струбцины
Назовите мерительные инструменты применяемый для разметки:
Чертилка, молоток, прямоугольник, кернер, разметочный циркуль
Назовите профили резьбы:
Треугольная, прямоугольная, трапецеидальная, упорная, круглая
Назовите ручной инструмент длярезке металла:
Слесарная ножовка, ручные ножницы, труборез
Назовите ручной сверлильный инструмент:
Ручная дрель, коловорот, трещотка, электрические и пневматические дрели
Назовите системы резьб:
Метрическая, дюймовая, трубная
Назовите способы правки металла:
Правка изгибом, вытягиванием и выглаживанием
Назовите типы насечек напильников:
Линейная, параллельная, перпендикулярная, угловая
Назовите типы хвостовиков у спирального сверла:
Полукруглые и наружные
Назовите формы поперечного сечения напильника:
Плоские, квадратные, трехгранные, круглые, полукруглые, ромбические, ножовочные
Назовите элементы резьбы:
Угол профиля, шаг резьбы, наружный диаметр, диаметр, внутренний диаметр
Ножовочное полотно в прорези устанавливают так, чтобы зудья были направлены:
От рукоятки
Основной химический элемент, являющийся обязательным компонентом в чугуне и стали:
Углерод
Основным конструкционным материалом являются:
Сплавы на основе железа
По отношению к рабочей поверхности шабер устанавливают под углом:
25-30 градусов
По расположению режущей кромки ручные ножницы делятся:
Правые, левые
После закалки у угольника изменился угол между полками, стал меньше 90 градусов.
Куда при правке наносить удары
У вершины внутреннего угла
Почему сверла с прямыми канавками для сверления глубоких отверстий применять не рекомендуется:
Из-за плохого отвода стружки низкое качество
При резке металла правыми ножницами всё время видна
Риска на разметочном металле
При сверлении кондуктор применяют:
Для быстрого и точного сверления
Ручные ножницы применяются для разрезания стальных листов толщиной
0,5...!
Самый прочный металл
Железо
Сплав меди с цинком называется:
Латунь
Стали имеющие более высокие прочностные свойства
Спокойные
Стали содержащие углерода 0,1-0,7% называют:
Углеродистые
Угол заточки зубила для твердых металлов равен:
70 град
Укажите величину угла при вершине сверла для обработки детали:
116-118 градусов
Что называется стационарным оборудованием для сверления:
Таким оборудованием называется — оборудование, находящееся на одном месте, при это обрабатываемая заготовка доставляется к нему
Что такое зенкерование:
Это операция, связанная с обработкой раннее просверленного, штампованного, литого и другого отверстия с целью придания ему более правильной квадратной формы, более высокой точности и более низкой шероховатости
Что такое накернивание:
Это операция по нанесению точек-углублений на поверхности детали
Что такое опиливание:
Операция по удалению с поверхности заготовки слоя металла при помощи режущего инструмента — напильника
Что такое правка металла
Операция по выправлению изогнутого или покоробленного металла, подвергаются только пластичные материалы
Что такое припасовка
Это слесарная операция по взаимной пригонке способами опиливания двух сопряжённых деталей
Что такое развёртывание:
Это операция по обработке раннее просверленного отверстия с высокой степенью точности
Что такое разметка
Операция по нанесению линий и точек на заготовку, предназначенную для обработки
Что такое распиливание:
Разновидность припасовки
Что такое резка металла
Это операция, связанная с разделением материалов на части с помощью режущего инструмента
Что такое сверление
Это операция по образованию сквозных или глухих квадратных отверстий в сплошном материале, при помощи режущего инструмента — сверла
Что такое сверло
Режущий инструмент, которым образуют цилиндрические отверстия
Что такое шабрение
Это окончательная слесарная операция, заключающаяся в соскабливании очень тонких слоёв металла с поверхности заготовки с помощью режущего инструмента — шабера
Царапины к делу | Cutting Tool Engineering
Споры о линейных направляющих роликового типа по сравнению с обычными коробчатыми направляющими бушевали десятилетиями.
Линейные направляющие являются быстрыми, точными и относительно простыми в установке как на высококачественных, так и на недорогих стандартных станках. Сторонники говорят, что линейные направляющие создают меньше тепла и трения и не имеют прерывистого движения, характерного для коробчатых направляющих, что должно сделать их более точными. Линейные направляющие обычно используются на многих высокоскоростных обрабатывающих центрах и токарных станках швейцарского типа, где молниеносные скорости ускоренного перемещения и легкие резы являются правилом.
С другой стороны, старые, как сама промышленная революция, коробчатые пути известны своей способностью переносить тяжелые грузы и выдерживать большие нагрузки. Они обладают превосходной способностью гасить вибрацию, но для их установки требуется мастер. По сравнению с линейными направляющими, коробчатые направляющие с меньшей вероятностью повреждаются при аварии и в большинстве случаев имеют более длительный срок службы. Они также могут быть чрезвычайно точными и часто используются в координатно-расточных, шлифовальных и других станках, требующих субмикронной точности.
ВИДЕО
Посмотрите видео-дополнение, любезно предоставленное Okuma America.
Большой бизнес
Хотя спор о том, что лучше, не будет решен в ближайшее время, оба типа направляющих должны быть соответствующего размера для станка, иметь достаточное качество для применения и должным образом установлены. Плохо спроектированные или неправильно установленные направляющие — коробчатые или линейные — губят даже самый совершенный станок, независимо от технологических достоинств. Как для машиностроителей, так и для сервисных компаний особенно важен один аспект выбора направляющих: коробчатые направляющие могут потребовать серьезной подготовки и значительных навыков для установки.
«Для большой машины может потребоваться несколько недель, чтобы очистить пути», — сказал Скотт Эшворт, президент компании по продаже и обслуживанию капитального оборудования KRC Machine Tool Services, Индепенденс, Кентукки. KRC восстанавливает расточный станок с приблизительно 8-футовый (2,44 м) стол и две опорные поверхности, каждая из которых имеет ширину 6 дюймов (152,4 мм).
«Даже с двумя парнями, работающими в команде, для завершения проекта такого размера требуется много времени».
Знание того, где соскабливать и сколько удалять, требует многолетнего опыта. Изображение предоставлено KING-WAY Scraping Consultants.
Эшворт сказал, что значительную часть его бизнеса составляет реконструкция и модернизация старых тяжелых станков, таких как горизонтально-расточные станки и вертикальные токарно-револьверные станки. Многие из них имеют антифрикционный материал, такой как Turcite или Rulon, на направляющих поверхностях. Эти материалы увеличивают грузоподъемность станков, снижая тенденцию прецизионных несущих поверхностей к «слипанию».
Эшворт объяснил, что при ручном соскабливании на поверхности образуются небольшие карманы, удерживающие масло и обеспечивающие смазку, но даже при правильном скребке возникает некоторое трение металла о металл. Из-за этого при первом повороте шарико-винтовой пары происходит небольшое «закручивание», пока машина не начнет двигаться, и в этот момент она имеет тенденцию прыгать вперед.
«Конечно, это очень незначительное расстояние — возможно, микроны, — но оно может быть важным фактором при очень точной, детальной обработке и больших нагрузках», — сказал он. «Вот почему многие строители выбирают Turcite».
Turcite и аналогичные антифрикционные поверхности дорожек изготавливаются из политетрафторэтилена (ПТФЭ), термопласта, который часто смешивают с бронзой и другими добавками, прежде чем его «зачищают» в листы шириной от 12 до 24 дюймов × ¼ дюйма или меньше, толщиной (304,8 мм до 609,6 мм × 6,35 мм). Он приклеивается к чугунной или стальной основе, а затем соскабливается таким же образом, как и металлические коробчатые направляющие, для создания маслосодержащих поверхностей. Этот вездесущий материал обеспечивает коэффициент трения примерно на 20 процентов больше, чем у скребковых дорожек металла по металлу.
Техник (вверху) очищает выступы на поверхности металлического пути. Готовый путь (ниже) готов к установке. Изображения предоставлены компанией Busch Precision.
Прочное наследие
Ручное шабрение металла или пластика требует использования плоского лезвия с твердосплавным наконечником, чтобы сделать поверхность ровной, а затем «отслаивать» готовую поверхность. Процесс описывается следующими шестью шагами:
1. Сделайте первоначальную «поперечную очистку» для очистки и подготовки поверхности.
2. Удалите стружку и пыль, затем нанесите небольшое количество минерального масла и отшлифуйте поверхность, чтобы удалить заусенцы.
3. Нанесите на поверхность тонкий слой пасты для воронения.
4. Протрите поверхность пластины, которая удалит цветную пасту с выступов.
5. Соскоблите выступы, затем повторите шаги со 2 по 4, пока поверхность не станет полностью плоской и не будут выполнены геометрические требования машины.
6. Отшелушите поверхность, чтобы создать масляные карманы, затем очистите и отшлифуйте в последний раз.
Боб Бенке, слесарь Busch Precision Inc.
, компании по производству и ремонту станков, работающей по контракту в Милуоки, сказал, что царапины подобны отпечаткам пальцев человека, работавшего на станке. «У каждого свой индивидуальный рисунок. Со временем вы просмотрите достаточное их количество и сможете узнать, кто проделал эту работу. У нас есть люди, которые чистили здесь 25 лет назад, и я до сих пор могу определить, какие машины принадлежали им».
Бенке сказал, что количество соскобов, глубина каждой отдельной метки и расстояние между ними (количество точек на квадратный дюйм) зависит от ряда факторов. Сильно изношенному станку может потребоваться шлифовка или механическая обработка для точной геометрии с последующей полной циклевкой. При легком восстановлении может потребоваться только «освежение», чтобы сделать поверхности плоскими и создать необходимое количество масла. Машины, предназначенные для работы с большими нагрузками, требуют глубокого шабрения, тогда как легкие машины могут быть эффективны при более мелком шабрении.
В каждом случае мастер следует одному и тому же основному процессу, но вносит технические коррективы в зависимости от уровня навыков, опыта и прикладных потребностей станка.
«В этом много всего», сказал Бенке. «Время, затрачиваемое на очистку какой-либо конкретной поверхности или машины, зависит от количества выступающих точек, допустимого сопротивления при перемещении станка вперед и назад, количества необходимой смазки и размера рабочей поверхности. поверхность пути. Это требует большого опыта, но также требует физических усилий. Вы должны надавить на лезвие и по-настоящему закопаться, если хотите получить глубокую царапину, а это лучший способ обеспечить долговечность станка».
Придерживаясь плана
Помимо сильных предплечий и надежной хватки, у успешных скребков есть четкий план игры. «Вы не можете просто взяться за дело случайным образом, — сказал Бенке. «Вы должны быть очень дотошными, очищая сначала в одном направлении, затем в другом. Это разбивает линии и дает красивый равномерный узор».
Инженер по приложениям Okuma America Corp. Робби Уильямс соглашается. Машиностроитель из Шарлотты, штат Северная Каролина, царапает вручную везде, где встречаются две движущиеся металлические поверхности, чтобы уменьшить износ станков. «Вы можете выключить машину и отойти от нее на несколько недель, и когда вы снова включите ее, у вас все еще будет это масло», — сказал он. «Из-за этого никогда не бывает фактического контакта металла с металлом».
Измерение количества точек на дюйм на очищенной полосе износа Rulon142. Изображение предоставлено KING-WAY Scraping Consultants.
Робби Уильямс, прикладной инженер Okuma America, проводит в IMTS семинар по очистке вручную. Изображение предоставлено Okuma America.
Часть процесса восстановления машины включает очистку всех поверхностей и удаление старой краски и грязи. Изображение предоставлено KRC Machine Tool Services.
Сложности очистки растут в геометрической прогрессии по мере того, как машины становятся больше.
Уильямс сказал, что изготовление небольшого токарного станка может занять от 10 до 30 часов, тогда как горизонтальному обрабатывающему центру может потребоваться гораздо больше времени. Это связано с тем, что по мере увеличения размера машины может произойти больше ошибок — направляющие могут быть вогнутыми или выпуклыми и могут изгибаться от одного конца к другому. Все геометрические неровности должны быть удалены, чтобы поверхности идеально совпадали с помощью осторожной, терпеливой очистки твердосплавным лезвием.
Уильямс занимается скрейпингом уже 16 лет, но говорит, что до сих пор каждый день узнает что-то новое. Он ведет недельный курс по скребку рук в Йоркском техническом колледже и проводит семинары в IMTS. По его словам, для того, чтобы стать мастером ручного шабрения, требуется несколько лет в качестве ученика, работающего под руководством подмастерья-скребка.
Инструменты торговца
Одним из таких подмастерьев является Ричард Кинг, который научился искусству скребка вручную у своего отца и передал свои знания более чем 20 000 учеников.
Владелец KING-WAY Scraping Consultants Inc., Коттедж-Гроув, Миннесота, Кинг сказал, что его профессия очень похожа на работу детектива. «Скажем, у вас есть машина, которая снова и снова выполняет одну и ту же производственную задачу. Естественно, он изнашивается в одном месте и должен быть восстановлен. В этот момент вы должны разобрать его, очистить и осмотреть каждый компонент, прежде чем что-либо соскрести».
Кинг добавил, что процесс начинается с выравнивания машины до заводских характеристик. Вес устройства смены инструмента или револьверной головки, электрический шкаф, свисающий сзади, картридж шпинделя — все это влияет на шаг и рысканье станка и должно учитываться при очистке станка до квадратной формы. Кинг сказал, что большинство строителей рекомендуют лазерное выравнивание своих машин, но высококачественный набор уровней может дать аналогичные результаты в умелых руках.
«После того, как станок будет выровнен, вам понадобится скребок, немного невысыхающей пасты для воронения, прецизионная пластина и набор прямых кромок», — сказал он.
«Мы рекомендуем силовое соскабливания, потому что оно намного быстрее, чем ручное соскабливания, и при правильном использовании дает лучшие результаты». (См. врезку ниже.)
Кинг сказал, что сравнение ручного шабрения и механического шабрения мало чем отличается от сверления отверстия ручной дрелью по сравнению с электрической. Он признает, что в очистке мощности используется другой подход, и с ним можно переусердствовать, но это все часть процесса обучения. Как бы то ни было, очистка — это лишь малая часть сборки или восстановления станков. «Это очень важная часть, но, вероятно, она составляет всего 25 процентов от общей картины», — сказал он. «Остальное включает в себя правильную сборку деталей, очистку, ремонт и восстановление механики станка. Тем не менее, соскоб — это гораздо больше, чем просто создание плоской поверхности. Чтобы понять, где соскоблить и сколько удалить, нужен многолетний опыт. Это определенно квалифицированная профессия».
Включение питания
Мэтт Милхоменс из отдела технических продаж DAPRA Corp.
, Блумфилд, штат Коннектикут, сказал, что ручное считывание выполняется как минимум в два раза быстрее, чем ручное считывание.
«Мы изучали время в General Motors. Производительность одного парня выросла на 54 процента, другого — на 76 процентов. Неважно, маленький вы человек или человек с огромными мышцами, силовой скребок избавляет от тонны тяжелой работы», — сказал Милхоменс.
Мощный скребок BIAX имеет регулируемую длину хода и скорость. Изображение предоставлено DAPRA.
Электрический скребок BIAX был изобретен в начале 1950-х годов Вальтером Ветцелем, братом владельца DAPRA Руди Ветцеля. Он включает в себя электродвигатель, приводящий в движение возвратно-поступательное движение лезвия с твердосплавным наконечником, имитирующее возвратно-поступательное движение руки. Скорость и ход лезвия регулируются — до 1900 ударов в минуту с длиной хода от 0 до 0,8 дюйма (20 мм). Милхоменс сказал, что управлять BIAX так же сложно, как управлять велосипедом.
Все, что требуется, это установить правильный ход и скорость, а затем нажать. Длинные и быстрые движения подходят для черновой обработки и удаления тяжелого материала, в то время как короткие, деликатные движения приводят к отслаиванию готовой поверхности или проникновению в узкие углы.
«Мы продали [электрические скребки] компаниям по всему миру, от машиностроителей и ремонтников до производственных компаний, которые восстанавливают свои машины собственными силами», — сказал Милхоменс. «Даже людям, которые много лет занимаются ручным скребком, нравится, насколько легко работает BIAX. Нет ни боли, ни боли, которую вы испытываете, держась за лезвие в течение всего дня, и метод резки можно настроить в соответствии с вашими личными предпочтениями».
Цена скребка BIAX составляет от 2700 до 3500 долларов, что достаточно недорого, чтобы его купили даже некоторые любители. Милхоменс признает, что ручное шабрение никогда не исчезнет, и многие предпочитают его для отделки и мелких деталей, но механическое шабрение, по крайней мере, сделает большую часть тяжелой работы.
«Это просто делает жизнь намного проще».
—К. Hanson
Авторы
Busch Precision Inc.
(414) 362-7300
www.buschprecision.com
Dapra Corp.
(800) 243-33444444449999. KING-WAY Scraping Consultants Inc.
(844) 833-6334
www.handscraping.com
KRC Machine Tool Services
(888) 4-KRC-MTS
www.krcmamachinetoolservices.3
9000 Корп.
(704) 588-7000
www.okuma.com/americas
Типы поршневых колец и обслуживание поршневых колец
Поршневые кольца изготавливаются и классифицируются на основе функций и удобства использования. Основное использование поршневого кольца заключается в герметизации камеры (где движется поршень), которая может быть камерой сгорания двухтактного или четырехтактного двигателя. Судовые двигатели имеют три или более типов колец, установленных по окружности поршня.
Поршневое кольцо является важной частью поршня, и его количество и назначение различаются в зависимости от типа и мощности двигателя.
В двухтактных больших двигателях поршневые кольца компрессионного типа используются для герметизации камеры сгорания, а под ними устанавливаются грязесъемные кольца для удаления отложений с гильзы и распределения масла по поверхности гильзы.
Прочтите по теме: Причины износа гильзы цилиндра и способы его измерения
Однако в небольших судовых двигателях для специальных целей используются различные типы поршневых колец. Например. маслосъемное кольцо используется в 4-тактном двигателе, поскольку это двигатель магистрального типа, а масло в картере имеет прямой доступ к гильзе цилиндра и поршню. В этой статье мы рассмотрим различные типы поршневых колец, используемых в судовых двигателях.
Содержание
Типы и функции поршневых колец
Компрессионные или нажимные кольца
Компрессионные кольца обеспечивают уплотнение над поршнем и предотвращают утечку газа со стороны сгорания.
Компрессионные кольца расположены в первых канавках поршня.
Однако это может отличаться в зависимости от конструкции двигателя. Основная функция этих колец заключается в герметизации продуктов сгорания и передаче тепла от поршня к стенкам поршня.
Масло контролируется путем срезания слоя масла, оставленного маслосъемным кольцом, что обеспечивает достаточную смазку верхних компрессионных колец. Кроме того, он также помогает верхнему компрессионному кольцу в герметизации и теплопередаче.
Грязесъемное кольцо
Грязесъемное кольцо, также называемое кольцом Нейпира или резервным компрессионным кольцом, устанавливается под компрессионным кольцом. Их основная функция заключается в очистке поверхности гильзы от избыточного масла и в качестве опорного кольца при остановке любой утечки газа вниз, вышедшей из верхнего компрессионного кольца. Большинство грязесъемных колец имеют скошенную поверхность, расположенную внизу, чтобы обеспечить грязесъемное действие при движении поршня к коленчатому валу.
Прочтите по теме: Как внутренние силы в судовых двигателях влияют на их работу?
Если грязесъемное кольцо неправильно установлено с коническим углом, ближайшим к компрессионному кольцу, это приводит к чрезмерному расходу масла. Это вызвано тем, что грязесъемное кольцо вытирает избыток масла в сторону камеры сгорания.
Масляные/скребковые кольца
Масляные кольца контролируют количество смазочного масла, проходящего вверх или вниз по стенкам цилиндра. Эти кольца также используются для равномерного распределения масла по окружности гильзы.
Масло разбрызгивается на стенки цилиндров. Эти кольца также называют маслосъемными, так как они снимают масло со стенок цилиндров и направляют его обратно в картер.
Эти кольца не пропускают масло из пространства между поверхностью кольца и цилиндром.
См. также: Интеллектуальная система смазки цилиндров современных судовых двигателей
В маслосъемном кольце отверстия или прорези прорезаны в радиальном центре кольца, что позволяет избыточному маслу стекать обратно в резервуар.
Масляные кольца могут быть цельными или состоять из двух частей. Для увеличения контактного давления между кольцом и поверхностью гильзы кольца могут иметь скошенные кромки либо на внешних сторонах посадочных площадок, либо на обращенных к камере сгорания для снижения расхода масла за счет улучшенного соскабливания масла из канала ствола.
Маслосъемные кольца, состоящие из двух частей, состоят из кольца из чугуна или профилированной стали и спиральной пружины, изготовленной из жаропрочной пружинной стали, которая действует по всей окружности кольца для поддержания давления и контакта.
Материал поршневых колец
Одним из наиболее популярных материалов, используемых при изготовлении поршневых колец, является чугун. Это связано с тем, что он содержит графит в пластинчатой форме, который сам по себе действует как смазка, способствующая скользящему движению между кольцами и вкладышем.
Сплавы и покрытия наносятся на поршневые кольца, и они будут различаться в зависимости от типа кольца, поскольку функции этих колец отличаются друг от друга.
Наиболее распространенной формой легирования чугуна является хром, молибден, ванадий, титан, никель и медь.
Материал поршневых колец более твердый, чем гильза цилиндра, что обеспечивает максимальный срок службы.
Связанное чтение: Как изготавливаются поршневые кольца?
Поршень главного двигателя
Камера сгорания двухтактного морского двигателя представляет собой большое пространство, производящее огромное количество тепла и напряжений.
Верхние кольца поршня непосредственно соприкасаются с камерой сгорания, поэтому они нуждаются в лучшей защите и покрытии для защиты от теплового напряжения и обеспечения надлежащей герметизации.
Многие новые конструкции были разработаны специально для больших двухтактных судовых двигателей. Некоторые из важных представленных конструкций:
Двигатель MAN
Самое верхнее поршневое кольцо относится к типу регулируемого сброса давления, в котором на лицевой стороне имеется несколько наклонных неглубоких канавок (покрытых твердым хромом), позволяющих некоторому давлению газа проходить через 2-е кольцо, тем самым уменьшая нагрузку на верхнее кольцо.
Он имеет S-образное соединение на концах кольца.
Недавно был также представлен новый дизайн, представляющий собой модифицированную версию колец CPR, известную как кольца CPR Port on Plane (CPR POP).
Изменение положения канавок, которые теперь расположены на нижней стороне кольца, так как было отмечено, что износ канавок колец CPR на рабочей стороне был быстрее, чем обычно.
Второе или промежуточное кольца
Остальные кольца имеют косой срез на концах кольца. Все поршневые кольца имеют алюминиевое покрытие на внешней поверхности для облегчения приработки.
Двигатель Wartsila
В двухтактном двигателе Wartsila канавки для поршневых колец на поверхности поршня закалены для обеспечения превосходной износостойкости. Верхнее поршневое кольцо (также известное как газонепроницаемое кольцо (GT) в Wartsila) имеет перекрывающиеся концы, чтобы избежать утечки газа с асимметричной бочкообразной формой.
Они имеют хромокерамическое (ХК) покрытие с приработочным покрытием (ХК).
Количество поршневых колец зависит от размера двигателя. Например. двигатель RTflex 35 будет иметь очень короткую юбку и оснащен тремя поршневыми кольцами, а двигатель RTA может иметь 5 поршневых колец.3
Четырехтактный двигатель
Требования к поршневым кольцам в четырехтактном двигателе отличаются, поскольку узел гильзы поршня открыт для поддона картера. Следовательно, маслосъемные кольца дополнительно необходимы в пакете поршневых колец для 4-тактных поршней. Обычно он состоит из 2-5 колец в зависимости от типа и спецификации двигателя. Обычно предусмотрено 2-4 компрессионных кольца для герметизации газов из камеры сгорания и 1-3 маслосъемных кольца для предотвращения попадания масла в камеру сгорания.
Кольца компрессора обычно имеют бочкообразную форму с конической поверхностью для эффективного уплотнения газа. Профили маслосъемного кольца состоят из двух площадок и вставленной винтовой пружины для поддержки предварительного натяжения кольца.
Как работают поршневые кольца?
Как объяснялось, в поршне на разных уровнях предусмотрены различные типы колец, которые выполняют разные задачи.
Самая верхняя канавка поршня состоит из компрессионного кольца, основной функцией которого является герметизация любых утечек внутри камеры сгорания во время процесса сгорания.
При воспламенении воздушно-топливной смеси давление продуктов сгорания воздействует на головку поршня, прижимая поршень к коленчатому валу.
Газы под давлением проходят через зазор между стенкой цилиндра и поршнем и попадают в канавку поршневого кольца.
В процессе сгорания под действием газов высокого давления поршневое кольцо прижимается к стенке гильзы цилиндра, что обеспечивает эффективное уплотнение. Это давление, толкающее поршневое кольцо, пропорционально давлению дымовых газов.
Следующий набор колец в поршне, которые располагаются ниже компрессионного кольца и выше маслосъемных колец, называются грязесъемными кольцами.
Имеют конусообразную лицевую часть и используются для дополнительного уплотнения камеры сгорания. Как следует из названия, они помогают очистить стенку гильзы от излишков масла и загрязнений. Если какой-либо из продуктов сгорания смог пройти через компрессионное кольцо, эти газы будут заблокированы грязесъемным кольцом в хорошем состоянии.
Последний набор колец – это маслосъемные кольца, которые располагаются в нижних канавках поршня, ближайших к картеру. Основная функция маслосъемного кольца — снимать излишки масла со стенок гильзы цилиндра при движении поршня.
Большая часть протертого масла направляется в картер обратно в масляный картер. Эти маслосъемные кольца поставляются с пружиной, установленной сзади в 4-тактном двигателе, чтобы обеспечить дополнительный толчок для очистки вкладыша.
Почему поршневые кольца выходят из строя?
Камера сгорания оказывает огромное давление на поршневые кольца. Если давление сгорания газа, образующегося внутри камеры, выше обычного, это может повлиять на работу кольца.
Это может быть связано с детонацией и стуком топлива из негерметичной форсунки или при смешивании топлива с грязным воздухом.
Загрязненное топливо или цилиндровое масло неправильного сорта также влияют на работу кольца. Когда кольцо начнет изнашиваться, станет очевидной их способность герметизировать дымовые газы.
Плохое качество топлива или цилиндрового масла, плохой процесс сгорания, неправильная синхронизация подачи топлива, изношенная гильза и т. д. являются нормальной причиной износа поршневых колец. Наиболее распространенным признаком или признаком изношенного кольца является попадание газа в картер или под поршень, известное как прорыв газов.
Липкое кольцо из-за отложений нагара или шлама, поломка или трещина на кольце могут возникнуть из-за износа.
Что необходимо проверить во время осмотра поршневых колец
Осмотр поршневых колец является важной задачей для определения правильной работы поршневых колец с последующей очисткой или заменой поршневых колец (если они сломаны или изношены).
В двигателях с 2-тактным циклом порт, содержащий верхнее кольцо, обычно находится выше, чем канавка для верхнего кольца 4-тактного двигателя.
При плановом осмотре
При обычном осмотре продувочного пространства поршневые кольца прижимаются отверткой. Это делается для проверки действия пружины или натяжения колец. Это также говорит о том, сломано кольцо или нет. Если кольцо сломано, пружины не будет.
Кольца проверяются на свободность в канавках, так как они могут застрять из-за нагара и в конечном итоге могут сломаться, что сильно повредит гильзу.
Также проверяется зазор между кольцом и канавкой и рассчитывается износ. Кольцо проверяется на наличие потертостей и повреждений, а также оценивается общее состояние.
Прочтите по теме: Основное руководство по техническому обслуживанию судового двигателя для судовых инженеров
При капитальном ремонте
При капитальном ремонте поршневые кольца меняются полностью новым комплектом.
Но для разборки колец необходимо предпринять следующие шаги:-
1) Если поршневое кольцо застряло в канавке.
2) Если осевая высота колец уменьшена, а зазор в кольцах и канавках большой.
3) Если хромовый слой отслоился или поврежден.
При капитальном ремонте канавки должны быть тщательно очищены от нагара и проверены на наличие повреждений в кольцевых канавках.
Перед тем, как поставить поршневые кольца, их следует предварительно закруглить в канавках. При этом кольцо полностью перемещается внутри канавок.
С помощью этого теста мы можем проверить, что канавки имеют большую глубину, чем радиальная ширина кольца.
Вставляя поршень с замененными кольцами в гильзу, используйте приспособление для сжатия поршневых колец с соответствующей смазкой, которое гарантирует, что кольца не прилипнут к поверхности гильзы при входе в камеру сгорания.
Внутрь изношенной гильзы вставляются поршневые кольца, также проверяется стыковый зазор.
Для колец малого поршня (например, компрессора) торцы можно обработать с помощью напильника для поршневых колец, но для судовых двигателей кольца должны быть отправлены в береговую мастерскую для восстановления, если стыковый зазор необычен. При установке колец следует проверять маркировку того, какая часть находится вверху или внизу, а также проверять различную маркировку для разных положений.
Кольца ставить с помощью надлежащего набора, т.е. с помощью расширителя колец. Зазор между кольцом и канавкой проверяют щупом.
Осевой и радиальный зазоры старого кольца проверяются и записываются для оценки степени износа за определенное количество часов работы.
Как выполняется установка поршневых колец?
Перед установкой поршневого кольца новое или запасное кольцо проверяют на маркировку и сравнивают со старым на тот же класс или положение. Если старая маркировка поршневого кольца стерта, проверьте в руководстве идентификацию поршневого кольца, чтобы его можно было поместить в соответствующую канавку.
Канавка должна быть тщательно очищена, чтобы в ней не было отложений нагара и шлама. При очистке следует помнить, что некоторые канавки поршня покрыты специальной защитной пленкой. Они не должны быть повреждены при использовании рубильного или шлифовального инструмента.
После надлежащей очистки канавки поршневое кольцо устанавливается с помощью приспособления для поршневых колец, которое расширяет кольцо для вставки в канавку, сдвигая его с верхней части головки поршня. Убедитесь, что вставляете кольцо, сохраняя верхнюю маркировку на верхней стороне.
Большинство поршневых колец снабжены маркировкой «ВЕРХ», или поверхность с выбитым идентификационным номером считается верхней поверхностью, если нет специальной маркировки.
Чрезвычайно важно правильно использовать инструмент для расширения колец, так как неправильное использование может повредить кольцо или причинить вред оператору, так как кольцо находится под постоянным натяжением.
В небольших 4-тактных двигателях, в случае отсутствия инструмента, кольцо можно расширить с помощью одежды или тряпок, имеющихся в машинном отделении.
Две тряпки помещаются с каждой стороны концов колец и вытягиваются так, чтобы кольца можно было расширить и вставить сверху поршня.
После установки всех поршневых колец убедитесь, что отверстие или торец всех поршневых колец не выровнены во избежание утечки газа из камеры.
Срок службы поршневых колец
Как и все другие детали машин, поршневое кольцо также имеет установленный период времени капитального ремонта и замены. Срок службы поршневого кольца полностью зависит от типа поршневого кольца, размера двигателя, на котором оно установлено, и рабочего состояния кольца и гильзы.
Для больших двухтактных поршневых колец с диаметром отверстия около 900 мм общий срок службы кольца может составлять до 24 000 часов, а для небольших двигателей с диаметром отверстия 500 мм — до 16 000 часов.
Для вспомогательных морских 4-тактных двигателей с высокими оборотами срок службы поршневых колец обычно меньше, чем у 2-тактных двигателей. Средний срок службы морского 4-тактного высокоскоростного двигателя составляет примерно 8000 часов, после чего требуется замена.
Вам также может быть интересно прочитать:
- Как изготавливаются поршневые кольца?
- Юбка поршня, поршневой шток и магистральный поршень
- Руководство по очистителю смазочного масла
- Морской гребной вал – проектирование и конструкция
- Руководство по морскому газойлю и LSFO, используемым на судах
- Что такое скребок для подшипников?
Отказ от ответственности: Мнения авторов, выраженные в этой статье, не обязательно отражают взгляды Marine Insight. Данные и диаграммы, если они используются в статье, были получены из доступной информации и не были подтверждены каким-либо установленным законом органом. Автор и компания Marine Insight не претендуют на точность и не несут за это никакой ответственности. Взгляды представляют собой только мнения и не представляют собой каких-либо руководящих указаний или рекомендаций относительно какого-либо курса действий, которым должен следовать читатель.
Learn more
