73

вибрации, определяющие степень стабилизации размеров цилиндровых втулок, до настоящего времени не ясны. В связи с этим требуется более глубокое изучение причин, вызывающих релаксацию остаточных напряжений в цилиндровых втулках, а также условий, при которых релаксация прекращается.

Для решения указанной проблемы в ОАО «Волжский дизель им. Маминых» разработан безотходный динамический метод релаксации остаточных напряжений в поверхностном слое цилиндровой втулки, включающий вибрационное старение последней ультразвуковой обработкой. Для реализации метода разработана схема ультразвуковой установки (рис.4.6), состоящая из ультразвукового генератора 1 марки УЗГ-2-ЧМ для преобразования электрической энергии в 50 Гц в энергию ультразвуковой частоты, ванны 2, в основании которой монтируется магнитострикционный преобразователь ПСМ-6-22 с установленной на его плиту цилиндровой втулкой. Средством анализа и обработки информации 4, например, прибором ИОН-4М регистрируют остаточные напряжения в поверхностном слое цилиндровой втулки. Всей блок-схемой управляют через систему управления 5.

Метод релаксации остаточных напряжений в цилиндровой втулке реализуется следующим путем. Устанавливают цилиндровую втулку 3 на плиту магнитострикционного преобразователя 2, включают в электросеть питание и управление схемой 5, после чего устанавливают резонансную частоту работы магнитострикционного преобразователя 2 и ультразвукового генератора 1 в 19-21 КГц с амплитудой колебаний в 50-80 микрон путем увеличения мощности потребителя до 3-3,5 КВт. Производят обработку цилиндровой втулки ультразвуковыми колебаниями в течение 10-12 минут. Степень стабилизации остаточных напряжений в цилиндровой втулке оценивают по истечении 24 часов, после ультразвуковой обработки цилиндровой втулки.

---

74

При увеличении резонансной частоты более 21 КГц снижается амплитуда ультразвуковых колебаний (менее 50 микрон), что приводит к затуханию волнового движения и неработоспособности схемы стабилизации остаточных напряжений.

При снижении резонансной частоты менее 19 КГц увеличивается амплитуда ультразвуковых колебаний более 80 микрон, которая создает обратные колебания. Последние гасят амплитуду ультразвуковых колебаний, увеличивая время на обработку цилиндровой втулки свыше 12 минут, что нецелесообразно.

Блок-схема для ультразвуковой обработки цилиндровой втулки вибрационным старением

---

75

В таблице 4.4 в качестве примера и доказательства положительного эффекта представлены величины остаточных напряжений в цилиндровых втулках после чистового растачивания и операции «хромирование». Пояса замеров и номера сечений втулки представлены на рис. 4.7.

Таблица 4.4

Пояс замера	Перед ультразвуковой обработкой, МПа			После ультразвуковой обработки, МПа			1 № цилиндровой втулки
	1	2	3	1	2	3
а	220	220	200	25	10	35	735
в	280	280	180	35	35	35
с	200	250	240	0	35	10
а	260	280	340	25	10	10	736
в	240	180	150	10	25	10
с	,240	260	220	0	0	0
а	300	320	300	25	35	35	737
в	340	320	360	35	25	10
с	340	280	340	0	10	0

В таблице 4.5 показаны величины остаточных напряжений в цилиндровых втулках, стабилизируемых во времени после ультразвуковой обработки по истечении 24 часов.

---

76

Схема замера остаточных напряжении в цилиндровой втулке

Вид А

---

77

Таблицы 4.4-4.5 показывают, что после обработки цилиндровой втулки вибрационным старением с ультразвуковыми колебаниями остаточные напряжения в поверхностном слое уменьшаются со 180-340 МПа до 0-35 МПа и затем стабилизируются во времени. Изложенное позволяет сделать вывод, что предложенный способ стабилизации остаточных напряжений в поверхностном слое цилиндровой втулки высокофорсированного дизеля повышает работоспособность конструкции путем снижения остаточных напряжений со 180-340 МПа до 0-35 МПа и их стабилизации во времени.

Механизм влияния ультразвуковых колебаний на остаточные напряжения в процессе вибрационного старения цилиндровой втулки предусматривает пластические сдвиги в структуре металла, которые способны уменьшить уровень остаточных напряжений. Напряжения, возникающие в цилиндровой втулке при ультразвуковой обработке, суммируются с остаточными напряжениями и вызывают в отливке пластическую деформацию.

4.5 Комплексный критерий для оценки виброударного нагружения при гидродробеструйной обработке цилиндровых втулок

Эксплутационная надежность высокофорсированных дизелей зависит от сохранения первоначальных размеров и формы их базовых деталей.

Обычно детали, изготовленные в соответствии с чертежом и установленные на дизель, по истечении некоторого времени изменяют геометрические размеры и форму - эллипсность, овальность, огранку. Эти изменения соизмеримы с зазорами в сопряжениях. Причина указанного явления — высокий уровень начальных остаточных напряжений [24]. Принимая во внимание наличие в высоконагруженных деталях концентрации

---

Смотрите также файлы

• втулка.doc

• Дизели ЧН 21.doc

• Первые листы 2010 уч. год.doc

• список лит-ры .doc

• последовательность листов.doc