Поршневой палец, также называемый запястьем или поршневым пальцем, представляет собой короткий, цилиндрический палец с жестким допуском, соединяющий поршень с малой головкой шатуна. Это одна из наиболее тяжелонагруженных частей поршневого двигателя.: нагрузка меняет каждый оборот, внешний диаметр служит опорной шейкой внутри втулки штока, а канал ствола служит беговой поверхностью для полноплавающих конструкций. Является ли штифт твердым, с центральным отверстием, или просверлены на каждом конце для смазки, его геометрия должна оставаться в пределах допусков на микрометры по диаметру., округлость и прямолинейность.
Потому что штифт короткий и жесткий., выпрямить это не вопрос грубой силы. Это вопрос очень малого, очень контролируемые пластические исправления, применяемые точно в нужных точках, с измерительной установкой, которая позволяет отличить истинный изгиб оси от ошибки круглости и отклонения диаметра. Прежде чем будет выбран какой-либо станок, решение для выпрямления поршневых пальцев должно ответить на пять вопросов.:
- Штифт твердый?, с центральным или торцевым сверлением, и какое соотношение длины и диаметра??
- На каком этапе процесса появляется отклонение — после шлифования, после термической обработки, или после обработки?
- Является ли измеренное радиальное биение реальным изгибом осевой линии?, или ошибка круглости и диаметра ошибочно воспринимается как изгиб?
- Какой путь коррекции утвержден для материала и состояния твердости — прецизионное точечное прессование, ротационная тонкая правка, или металлолом?
- Как выйдет геометрия, целостность поверхности и критерии приемлемости, критичные к усталости, проверяются после коррекции?
*Иллюстрация инженерной концепции: закаленный поршневой палец поддерживается и измеряется для исследования контролируемой коррекции. Это не фотография сайта клиента.. Фактические зоны контакта, пределы силы и архитектура машины требуют чертежей и репрезентативных выборочных испытаний.*
Поршневой палец — это не поршневой шток
В результатах поиска по выпрямлению поршневого пальца преобладают автомобильные форумы — любители спрашивают, как высвободить застрявший палец или можно ли повторно использовать жесткий поршневой палец после ремонта.. Этот разговор в ремонтной мастерской не имеет почти никакого отношения к производственной проблеме.: производитель булавок, стачивающий тысячи булавок в день, которому необходим контролируемый этап коррекции между термообработкой и окончательным шлифованием. Два намерения никогда не должны иметь одну и ту же спецификацию машины..
Не менее важно не перепутать штифт с шток поршня (длинный компонент гидроцилиндра описан на отдельной странице решения) или с шатун (кованая деталь двутавровой балки, не прецизионный цилиндр). Поршневой палец представляет собой отдельное семейство деталей со своими ограничениями.:
| Заготовка | Типичная геометрия | Выпрямление характера |
|---|---|---|
| Поршневой палец (эта страница) | Короткий цилиндр, Л/Д ≈ 1,3–2,5, закаленный, часто с сердцевиной | Очень жесткий; небольшие значения изгиба, высокие корректирующие силы, риск овальности |
| Поршневой шток (гидравлический) | Длинный тонкий стержень с резьбой на концах. | Низкая жесткость L/D; многоточечная коррекция на большом промежутке времени |
| Шатун | Кованый двутавровый профиль с двумя отверстиями | 3-D выравнивание отверстий по отверстию, это не проблема центральной линии |
| Клапан двигателя | Длинный стебель с головкой | Прямолинейность штока относительно лицевой поверхности; аналогичная логика микрокоррекции |
Как деформируются поршневые пальцы
Производственные штифты обычно изготавливаются токарной или холоднотянутой из цементируемой стали., науглероженный и закаленный, затем заземлить. Отклонение появляется в предсказуемых точках:
- Деформация при термообработке. Науглероживание и закалка снимают напряжения при повороте неравномерно.. Штырь с сердечником может изгибаться в сторону более тонкой стенки.. Это наиболее распространенный и наиболее корректируемый источник отклонений — см. выпрямление после термообработки.
- Стресс, вызванный шлифованием. Тяжелое или одностороннее удаление припуска на наружном диаметре нарушает остаточное напряжение., и штифт прогибается после выхода из шлифовального станка.
- Обращение и повреждение зажима. Пины короткие, твердый и тяжелый для своего размера. Падение на край контейнера может привести к резкому местному излому штифта, который при окончательной проверке был прямым — этот класс повреждения обычно считается решением о сдаче в металлолом., не выпрямляющее решение.
- Увеличение овальности штифтов с сердечником. Отверстие может деформироваться во время термообработки., и ОД следует за ним. Это ошибка формы, не изгиб, и никакие исправления прессы это не исправят.
Измерение: Базовое решение на первом месте
Проверка прямолинейности штифта имеет смысл только в отношении определенной оси вращения.. Доминируют две конвенции поддержки:
Между центрами
Если на штифте имеются центральные отверстия, которые были изготовлены и отшлифованы в качестве исходных данных процесса., измерение между центрами воспроизводит ось, которую использовал шлифовальный станок. Обычно это самое чистое соглашение для принятия решений об окончательной приемке.. Сами центральные отверстия должны быть чистыми и неповрежденными — зазубрина в центре приводит к фантомному биению, которое отправляет хорошие штифты в пресс..
На V-образных блоках или вращающихся опорах
Для полых штифтов без центров, ОД сам становится исходной точкой. Вращающийся V-образный блок с циферблатным индикатором проверки или многоточечная измерительная головка LVDT карты биения на нескольких осевых станциях. Здесь критически важной дисциплиной является разделение типов ошибок.: первая гармоника (один раз за оборот) компонент, сохраняющий свою фазу по длине, является изгибом; компонент второй гармоники - овальность, и это следует читать против Различие округлости и изгиба. Нажатие на овальный штифт для получения значения биения приводит к разрушению детали..
Загружено и выпущено
Потому что штифты жесткие, а поправки крошечные., сила тяжести и отклонение опоры не пренебрежимо малы относительно допуска. Условия измерения — опоры на стационарных станциях., индикатор в заданных плоскостях — необходимо зафиксировать в рабочей инструкции, и постпрессовая проверка должна в точности повторять это. Общие аргументы в измерение прямолинейности при нагрузке и отпускании применить в полную силу в этом масштабе.
Выпрямление технологических маршрутов для штифтов
Прецизионное точечное нажатие
Маршрут по умолчанию — это прецизионный процесс правки точечным прессом: штифт опирается на два узких, закаленные опоры, расположенные близко к вершине изгиба, а небольшой плунжер осуществляет контролируемый ход – с ограниченным смещением, не ограничено по силе — в высшей точке. Три особенности отличают прессование штифта от обычного прессования вала:
- Расстояние между опорами. С L/D ниже примерно 2.5, опоры расположены близко друг к другу, и местные контактные напряжения высоки. Опорным вставкам необходим свободный или закругленный контакт, который выходит за пределы наружного диаметра штифта без его бринеллирования..
- Разрешение инсульта. Корректирующие ходы измеряются в микрометрах.. Прессу требуется разрешение хода субмикрометра и жесткая, безлюфтовое наведение плунжера, поскольку отношение упругости к ходу в закаленном штифте может превышать 10:1 в неправильной настройке.
- Компенсация пружинения. Закаленные штифты сильно пружинят; процесс должен чрезмерно давить и расслабляться до толерантности, с правилами компенсации, как описано в выпрямление вала, компенсация пружинения.
Роторная тонкая правка
Для больших объемов, штифты можно подавать через небольшую вращающуюся правильную головку — расположенные под углом ролики, которые подвергают штифт попеременным пластическим изгибам за один проход.. Этот маршрут, тот же принцип, который обсуждался в пресс против роликовой правки, экономично только в том случае, если геометрия штифта однородна по длине (нет голов, канавки или резкие черты) и если отклонение представляет собой плавный глобальный изгиб, а не локальный излом. Локальные изломы выдерживают выпрямление прокаткой и вновь появляются при окончательном контроле..
Когда не стоит выпрямляться
Булавка с острым изломом, видимый бринеллирование, трещины, или овальность за пределами рисунка - бракованная деталь. Детали двигателя, нагруженные усталостью, не прощают творческих попыток спасения. Письменный предел доработок — сколько циклов коррекции может получить штифт., и на каком этапе процесса — относится к плану контроля; рассуждения в NOK сортировка и ограничения на доработку переводы напрямую.
Почему короткий, Жесткие детали сложнее, чем кажутся
Интуиция подсказывает, что короткую деталь должно легко выпрямить.. Обратное верно, и причина в соотношении амплитуды изгиба, жесткость сечения и разрешение хода. На длинном тонком валу, а 0.5 мм лук корректируется ходом в несколько десятых миллиметра, и пресса решает это комфортно. На поршневом пальце, все население, находящееся вне толерантности, может находиться между 0.005 мм и 0.020 мм носовой части. Для его исправления требуются ходы в несколько микрометров., применяется к сечению, изгибная жесткость которого на единицу прогиба на порядок выше, чем у тонкого вала. Далее следуют три последствия:
- Разрешение станка становится процессом. Пресс с 0.01 разрешение хода в мм не может определять 0.003 коррекция мм. Руководство по тарану, шум тензодатчика, термический рост рамы и сжимаемость масла входят в диапазон допуска. Выбор станка для штифтов начинается с разрешения хода и жесткости рамы., никогда от тоннажа — штыревой пресс почти не требует усилий, только крайний контроль.
- Состояние опоры доминирует над механикой. С опорами, расположенными близко друг к другу под жесткой секцией, коррекция достигается как за счет локализованного распределения давления, так и за счет глобального изгиба.. Перемещение опоры 2 мм меняет эффективный рецепт, вот почему позиции поддержки являются частью записи рецепта, детали настройки не оставляются на усмотрение оператора.
- Риск локального повреждения высок. Высокая жесткость плюс небольшие зоны контакта обеспечивают высокое контактное напряжение.. Каждая наковальня и вставка плунжера должны быть подобраны по твердости и иметь закругленную форму.; плоская стальная наковальня на закаленном штифте ОД — машина для бринеллирования.
Заморозьте этап процесса перед написанием рецепта
Рецепт коррекции действителен только для одного состояния материала и одного состояния запаса.. Производство булавок пересекает несколько штатов, и каждый определяет другое окно:
| Этап | Возможность исправления | Основной риск |
|---|---|---|
| Мягкая заготовка, перед цементацией | Редко требуется; токарная обработка сохраняет геометрию | Рецепт не будет перенесен в более поздние состояния. |
| После затвердевания, перед измельчением | Лук самый большой; коррекция восстанавливает распределение измельченного сырья | Неожиданная потеря запаса с одной стороны, если лук был замаскирован ложем |
| Между черновой и чистовой шлифовкой | Классическая точка коррекции; запас еще доступен | Напряжение шлифования, добавленное после коррекции, приводит к повторному изгибу штифта. |
| После окончательного шлифования | Только микрокоррекция, строго ограниченный цикл | Поверхностные признаки на готовой поверхности подшипника; овальное взаимодействие |
| При входном контроле клиента | Территория спора — сначала необходимо провести повторный измерения в соответствии с согласованной конвенцией | Корректировка по непроверенному измерению |
В плане контроля должен быть четко указан этап коррекции и запрещена коррекция на любом другом этапе.. Штифт, исправленный после окончательной шлифовки, не имеет защитного припуска.: любая пресс-марка, любой рост овала, любой цикл чрезмерной коррекции является функциональным дефектом нагруженной усталостью детали..
Критерии приемки
Процесс выпрямления штифта принимается на основании доказательств., не только на проезжающем номере:
- Прямолинейность или TIR в заданных чертежом плоскостях и состоянии опоры, обычно в микрометрах для заземляющих контактов.
- Округлость и диаметр повторно проверяется после коррекции — прессование не должно менять допуск на изгиб на допуск формы.
- Целостность поверхности. Никаких следов пресса, линии Бринелля или наковальни на опорной поверхности наружного диаметра. Контактное свидетельство на функциональной поверхности журнала является бракованным., не косметическая проблема.
- Поверочная измерительная система. Датчик должен фактически определить допуск — проведите формальное исследование, как описано в разделе калибр R&R для выпрямления линий.
- Возможности процесса отслеживается с течением времени, с указанием количества доработок и причин брака для каждой партии термообработки.
Распространенные виды отказов в проектах по выпрямлению штифтов
- Погоня за овальностью с помощью пресса. Трассировка биения показывает ошибку дважды на оборот., оператор все равно нажимает, и булавка оказывается одновременно овальной и согнутой.
- Несоответствие состояния твердости. Рецепт хода, разработанный для мягких штифтов, применяется к закаленным штифтам.; пружинение увеличивается втрое, и окно процесса исчезает. Каждый рецепт должен быть привязан к материальному состоянию.
- Циклы чрезмерной коррекции. Нажатие вперед-назад на одну и ту же вершину обрабатывает материал и, на усталостную часть, это скрытый риск отказа. Ограничения цикла должны обеспечиваться системой управления машиной., не по памяти оператора.
- Поврежденные базы данных. Упавшие или грязные центральные отверстия, или V-образные блоки с заделанной стружкой, генерировать ложные карты изгиба и запускать коррекцию прямых штифтов.
- Измерение в условиях, отличных от условий клиента. Ваш осмотр показывает прямо; клиент измеряет между чистыми центрами на разных пролетах и видит биение. Согласуйте соглашения об измерениях в соответствии с договором.
Связанное чтение: общая логика выбора машины в как работает автоматическая правка валов, и родственные страницы решений для поршневые штоки и клапаны двигателя. Для технико-экономического обоснования семейства штифтов, подготовить чертежи, состояние термообработки, текущие данные по биению по крайней мере 50 части, и приемочная спецификация, которой вы должны соответствовать после исправления.