Главная
страница 1страница 2 ... страница 4страница 5



Технологическая часть. 3.1. Назначение узла в машине, краткое описание конструкции

и принципа работы
Шатунно-поршневая группа (ШПГ) является звеном кривошипно-шатунного механизма, служит для связи поршня и коленчатого вала, передает движение от поршня к коленчатому валу (преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала), предназначена для передачи силы давления газов в камере сгорания на кривошип на такте расширения и для создания повышенного или пониженного давления в цилиндре на других тактах. При этом отдельные детали группы воспринимают боковые силы, возникающие в результате взаимодействия поршня и шатуна, герметизируют камеру сгорания и препятствуют попаданию в нее моторного масла. Размеры и масса отдельных элементов шатунно-поршневой группы определяют динамические показатели двигателя и напряженность его основных деталей.

Основные требования, предъявляемые к конструкции: прочность и надежность элементов шатуна, а также работоспособность подшипников.

Шатунно-поршневая группа состоит из шатуна и поршня, соединенных между собой поршневым пальцем. Поршень изготовлен из алюминиевого сплава и имеет три канавки под кольца: два поршневых компрессионных кольца и одно маслосъемное кольцо. Поршень имеет камеру сгорания в днище.

Палец поршня плавающего типа. Осевое перемещение пальца ограничено двумя стопорными кольцами.

Компрессионные поршневые кольца изготовлены из высокопрочного чугуна, с целью повышения износостойкости их хромируют. Для лучшей приработки их рабочая поверхность покрыта тонким слоем меди и олова. Первое компрессионное кольцо имеет трапециевидную форму. Соответствующую форму имеет и канавка под первое поршневое кольцо. Это выполнено для того, чтобы происходило самоочищение зазоров от нагара, чтоб избежать залегание кольца. Маслосъемное кольцо выполнено составным: верхнее и нижнее кольца, расширитель в радиальном направлении и расширитель в осевом направлении. Масло, снимаемое маслосъемным кольцом с рабочей поверхности гильзы цилиндров, стекает в картер через специальные каналы в поршне при движении поршня вниз.

Шатун является составной частью кривошипно-шатунного механизма двигателя и служит для передачи движения от поршня к коленчатому валу, другими словами, преобразует поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. Материал шатуна – сталь 40ХН2МА.

Конструктивно шатун представляет собой деталь сложной формы с двумя отверстиями. Верхняя головка шатуна выполняется неразъемной. Отверстие в верхней (малой) головке предназначено для установки поршневого пальца. В верхнюю головку шатуна запрессована бронзовая втулка. Для подачи моторного масла к поршневому пальцу в средней части втулки имеется канал с отверстием. Нижняя (большая) головка шатуна сделана разъемной. Крышка большой головки крепится к стержню шатуна двумя болтами.
3.2. Анализ технических требований на сборку
При сборке к шатунному механизму предъявляется следующие технические требования:

- натяг втулки в верхней головке шатуна 0,07-0,08 мм;

- зазор на масло в верхней головке шатуна 0,01-0,02 мм;

Зазор между пальцем и втулкой вставки составляет 0,01-0,02 миллиметров. Минимальный зазор между пальцем и втулкой вставки назначается для обеспечения проворачиваемости пальца, для равномерного его износа. Максимальный зазор назначен из условия недопустимости ударов и стуков при изменении величины и направления силы, действующей со стороны шатуна.

Зазор между плоскостью торца бобышки и торца верхней головки шатуна и вставки предназначен для удобства сборки, обеспечения отсутствия заклинивания и компенсации возможного смещения шатунно-поршневой группы относительно шатунной шейки коленчатого вала.

Минимальный осевой зазор между компрессионными, маслосъемными кольцами и канавкой в головке поршня назначается из условия отсутствия залегания колец, максимальный зазор назначается из условия отсутствия перекоса кольца и его заклинивания.

Требование на разновес шатунно-поршневых комплектов по шейкам коленчатого вала назначается исходя из условия допустимого дисбаланса в двигателе. Вес всех деталей одного комплекта должен быть 1,7  0.04 кг.

Проверка утопания колец требуется для предотвращения защемления поршневых колец при работе двигателя.

Прилегание вкладышей к поверхности цилиндрического отверстия в нижней головке шатуна под коленчатый вал должно быть не менее 75% поверхности вкладыша.

Болты, крепящие крышку шатуна необходимо затянуть моментом 100  5Нм.


3.3.Технологический анализ конструкции узла с расчетом коэффициентов технологичности
Одним из факторов, существенно влияющих на характер технологических процессов, является технологичность конструкции изделия и соответствующих его деталей.

При конструировании отдельных деталей необходимо достичь удовлетворения не только эксплуатационных требований, но также и требований наиболее рационального и экономического изготовления изделия. В этом и состоит принцип технологичности конструкции.

Сборка шатунного механизма производится полностью на сборочном участке, документируются удобные условия для проверки узла на заводском стенде. Сборка ведется с применением специального оборудования, что обеспечивает техническое обслуживание участка. Имеется свободный доступ на всех стадиях сборки к деталям узла. Простота сборочных операций позволяет использовать на сборке рабочих невысокой квалификации. Узел может быть легко транспортирован на общую сборку двигателя.

Используются пригоночные работы, селективный подбор (подбираются величины зазоров и значения масс), исключающий взаимозаменяемость.

Для повышения технологичности конструкции предусматривается:

- минимальное количество деталей оригинальной, сложной конструкции и различных наименований и возможно большую повторность одноименных деталей. С этой целью, шатун первоначально обрабатывается как одно целое, после чего разрезается на крышку шатуна и сам шатун;

- наличие удобных базирующих поверхностей;

- шатун получается из заготовки, полученной штамповкой, с размерами и формой близкой к готовой детали, т.е. обеспечивает наиболее высокий коэффициент использования материала и менее трудоемкую механическую обработку;

- механизированный процесс сборки;

Так как ШПГ является сборочной единицей, то можно дать количественную оценку технологичности сборочной единицы по следующим показателям:



  1. коэффициент нормализации, который показывает долю стандартизированных деталей в сборке:

,

где Nн – количество стандартизированных изделий;

Nд - количество деталей.


  1. коэффициент повторяемости:

,

где Nнд – количество наименований деталей.


3) относительное количество наименований литых деталей:

,

где Nнд – количество наименований деталей;

Nл – количество наименований литых деталей.


  1. коэффициент сборности конструкции:

,

где Е – количество сборочных единиц в узле;

D – количество деталей, не вошедших в состав сборочных единиц.


  1. коэффициент стандартизации и унификации

,

где Eст, Dст – количество стандартных сборочных единиц и деталей.




  1. Коэффициент использования материала k=0,7.

Таким образом, для условий серийного производства конструкция узла является технологичной.


3.4. Методы достижения заданной точности
Требуемая точность конструкции обеспечивается в основном методом групповой взаимозаменяемости (селективного подбора). Это вызвано тем, что конструктивные допуски уже технологически обоснованы и назначены из условий эксплуатации. Этим методом подбирается комплект шатун-палец-поршень. Кроме обеспечения требуемой величины зазора, при сборке обеспечивается и комплектация по массе. Разновес поршней в одном комплекте не должен превышать 0,01 кг, а разновес поршней и шатунов в сборе 0,04 кг. Для обеспечения технических условий на отдельные параметры ШПГ все операции, при которых получают окончательные размеры, выполняют после сборки шатунов и крышки; следовательно, эти детали не взаимозаменяемы.

Таким образом, с одной стороны удельный объем регулировочных и пригоночных работ невелик, что повышает технологичность конструкции. С другой стороны, метод групповой взаимозаменяемости приносит большие неудобства при ремонте (необходим большой запас деталей разных групп по размерам), что с точки зрения технологичности является минусом.




3.5.Размерные группы точности для шатунно-поршневой группы. Группы селекции



3.6. Расчет размерной цепи шатунно-поршневой группы вероятностным методом

Размерная цепь шатунно-поршневой группы


Уравнение размерной цепи: Т=-Т1-Т2-Т3-Т4-Т5+Т6+Т7.

Составление звеньев размерной цепи и их допусков:




Звено размерной цепи

Передаточное отношение

Размеры и допускаемые отклонения, мм

Технологическая операция

Коэффициенты

заданные

первая попытка

принятые



к

T

-

-

-



сборка

0

1

T1

-1

700,015

-

780,015

растачивание

0

1,1

T2

-1

2150,015

-

2150,015

шлифование

0,05

1,2

T3

-1



-



сборка

-0,1

1,15

850,013

-

850,013

суперфиниширова-ние

0,05

1,2

T4

-1

600,03

-

600,03

шлифование

0,05

1,1

T5

-1



-



сборка

-0,1

1,15

850,013

-

850,013

суперфиниширова-ние

0,05

1,2

T6

+1

-





шлифование

0

1,15

T7

+1

-





точение

0

1,2

T8

+1

-





фрезерование

0

1,2

Из этой таблицы получаем:


i

Номинальный размер Ai, мм

Величина половины поля допуска i, мм

Середина поля допуска i, мм

Коэффициент относительной асимметрии i, мм

Коэффициент относительного рассеяния ki, мм

1

-78

0,025

0

0

1,1

2

-225

0,025

0

0,05

1,2

3

0

0,012

+0,045

-0,1

1,15

4

0

0,013

0

0,05

1,2

5

-60

0,03

0

0,05

1,1

6

0

0,012

+0,055

-0,1

1,15

7

0

0,013

0

0,05

1,2

8

368

0,04

-0,04

0

1,15

9

8

0,025

-0,025

0

1,2

10

4,5

0,05

+0,05

0

1,2

Номинальный размер замыкающего звена:



Половина поля рассеяния размера замыкающего звена (в квадрате) под действием скалярных ошибок:



Координата середины поля рассеяния размера замыкающего звена под действием скалярных ошибок:



Половина поля рассеяния размера замыкающего звена (в квадрате) под действием зазоров:



Среднее изменение размера замыкающего звена под действием зазоров:



Половина поля рассеяния размеров замыкающего звена под действием всех видов ошибок:



Координата середины поля рассеяния размера замыкающего звена (при выборе зазоров вниз):



Максимальное отклонение замыкающего звена:



Минимальное отклонение замыкающего звена:



Величина допуска замыкающего звена:



Таким образом, надпоршневой зазор колеблется в пределах от 1,342 мм до 1,538 мм

Для того чтобы сделать вывод о пригодности данного допуска на надпоршневой зазор проведем расчет рабочего процесса для этих значений:





Значение надпоршневого зазора, мм

1,342

1,44

1,538

Мощность, кВт

180

179.9

179.37

Удельный эффективный расход топлива, г/(кВт∙ч)

0.24009

0.24148

0.24158

Максимальное давление сгорания, бар

145.64

145.64

146.82

Выбросы оксидов азота, г/(кВт∙ч)

3.5806

3.6042

3.7792

Выбросы твердых частиц, г/(кВт∙ч)

0.08532

0.08522

0.07450


следующая страница >>
Смотрите также:
Технологическая часть. Назначение узла в машине, краткое описание конструкции и принципа работы
298.19kb.
5 стр.
Руководство по эксплуатации изделие: пакетировочный пресс модель: пп-300 сер: пп мод
215.17kb.
1 стр.
Руководство пользователя (краткое описание) г. Зеленоград 2002 Содержание Назначение программ
69.07kb.
1 стр.
Краткое содержание 5 Описание природных ресурсов 6 1Расположение и краткое описание природных условий 6
1058.22kb.
11 стр.
Краткое описание 1 Стандартные принадлежности 1 Принтеры 2
2409.88kb.
30 стр.
Краткое описание работ, выполненных Шенгардтом А. С
23.3kb.
1 стр.
Беговые виды Учебная карточка: Спринтерский/барьерный челночный бег Спринт/Барьерный челночный бег Краткое описание: Комбинированная
36.04kb.
1 стр.
Должность: учитель географии Место работы: Рязанская область, г. Рыбное, сош №1 2
142.85kb.
1 стр.
Программа кандидатского экзамена по специальности 05. 23. 01 «Строительные конструкции, здания и сооружения» по техническим наукам
72.04kb.
1 стр.
Краткое описание экскурсий в портах захода
77.04kb.
1 стр.
Краткое описание экскурсий в портах захода
86.23kb.
1 стр.
Методические указания к лабораторным работам для студентов iy-y курсов фэн всех форм обучения Новосибирск 2003 (076. 5)
133.46kb.
1 стр.