Разработка технологического процесса восстановления блока цилиндров двигателя ЗИЛ-130, страница 2

4) растачивание внутренних поверхностей до номинального размера.

8. Конструирование и расчет дополнительных ремонтных деталей

Так как верхнее кольцо воспринимает осевые нагрузки от прижатия гильзы головкой блока цилиндров и со стороны поршня, то в отверстии под ДРД для повышения надежности соединения оставляем упорный бурт. Ширина верхнего посадочного пояска гильзы 10 мм, высоту кольца принимаем равной 20 мм, тогда условия контакта гильзы и блока не будут нарушены. Наружный диаметр кольца – 145 мм, диаметр бурта – 135 мм, что обеспечит монтаж нижнего кольца. Нижнее посадочное место не нагружено осевыми силами и по его поверхности осуществляется уплотнение, поэтому высота нижнего кольца равна ширине посадочного пояска гильзы и толщине стенки блока. Наружный диаметр кольца равен 134 мм. Конструкция ДРД представлена на рис. 4 и 5.

Установку колец в расточенные отверстия производим, предварительно охлаждая их в жидком азоте до температуры  и получая зазор в сопряжении за счет температурных деформаций. Это позволяет не применять прессовое оборудование, не подвергать блок цилиндров механическим нагрузкам, упростить процесс монтажа и повысить точность и качество соединения, исключая шабровку поверхностей и увеличивая коэффициента трения.

Определяем наибольший допустимый натяг по условиям прочности колец и блока цилиндров, при этом с целью ограничения деформаций считаем блок кольцом с наружным диаметром  (рис. 3). Наибольшие напряжения имеют место на внутренних поверхностях деталей, для блока – напряжения растяжения, для колец – сжатия.

Механические характеристики чугуна СЧ 30: предел прочности при сжатии , предел прочности при растяжении , модуль упругости , коэффициент Пуассона .

С учетом условий работы соединения и приближенности расчета принимаем коэффициент запаса прочности . Тогда допускаемые напряжения будут равны , .

Исходя из прочности блока давление в посадке ограничено величиной , исходя из прочности колец - .

Расчет давления в посадке верхнего кольца.

, .

В качестве расчетного берем меньшее из давлений, .

Расчет давления в посадке нижнего кольца.

, .

В качестве расчетного берем меньшее из давлений, .

Наибольший допустимый натяг рассчитываем по формуле , где , .

Для верхнего кольца:

;

;

.

Для нижнего кольца:

;

;

.

Так как сборка производится при охлаждении колец, то поправку на сглаживание шероховатости поверхности принимаем равной 0.

Подбираем по ГОСТ 25347-82 посадку в системе отверстия Н7 так, чтобы наибольший натяг не превышал полученные значения. Для верхнего кольца подбираем посадку H7/t6, , , , , для нижнего – посадку H7/u8, , , , .

Проверяем прочность соединения для верхней ДРД.

Минимальный натяг равен , минимальное давление , сила трения в соединении .

Максимальный натяг равен , максимальное давление , сила трения в соединении .

Проверяем прочность соединения для нижней ДРД.

Минимальный натяг равен , минимальное давление , сила трения в соединении .

Максимальный натяг равен , максимальное давление , сила трения в соединении .

Найдем зазор в сопряжении кольцо – посадочное отверстие при охлаждении жидким азотом. Температуру блока принимаем , температурный коэффициент линейного расширения .

Для верхней ДРД зазор составит   , для нижней -  .

Минимальный зазор, обеспечивающий свободную сборку, равен наименьшему зазору в посадке H7/g6 для данного диаметра, .

9. Расчет параметров механической обработки

Механическая обработка производится на вертикальном отделочно-расточном станке, например, моделей 2Е78П или 2733П.

Для растачивания применяются державочные резцы для прямого крепления, имеющие пластины из твердого сплава (ГОСТ 9795).

Таблица 1.                   Технические характеристики станков