Изготовление поршневых колец, маслосъемных колец, уплотнительных колец

Изготовление поршневых колец, маслосъемных колец, уплотнительных колец любых размеров по чертежам заказчика.
ПРОИЗВОДСТВО ПОРШНЕВЫХ КОЛЕЦ
Назначение, условия работы, конструктивные особенности.

Поршневое кольцо, при всей его кажущийся простоте – одна из важнейших деталей в машиностроении. Ведь для работы двигателя внутреннего сгорания, поршневого компрессора или турбокомпрессора требуется надежное уплотнение рабочей камеры от прорыва газов, качественный съём и отвод смазки из рабочей зоны. Для этих целей используют поршневые кольца. 

По своему назначению поршневые кольца делят на компрессионные (рисунок 1) и маслосъемные (рисунок 2). Компрессионные кольца могут оснащаться дополнительной проточкой – скребком, который служит для усиления эффекта удаления масла со стенок цилиндра.

Типы, основные параметры и размеры поршневых колец регламентированы ГОСТ 621—87 «Кольца поршневые двигателей внутреннего сгорания. Общие технические условия»

Поршневые кольца различаются по конструкции замков (рисунок 3).

Материал и способы получения заготовок.

Завод поршневых колец изготавливает поршневые и уплотнительные кольца из специального легированного чугуна различных марок:

- Чугун ПВГ (аналог СЧ36) – чугун перлитного класса с равномерно-распределенным пластинчато-вермикулярным графитом, имеющий высокие механические свойства, хорошую упругость и износостойкость. Из такого материала изготавливаем поршневые кольца для компрессоров, уплотнительные кольца для трансмиссий и гидравлических машин.

- Чугун ВЧШГ (аналог ВЧ80-ВЧ100) – высококачественный высокопрочный чугун с шаровидным графитом перлитного класса, имеющий близкую к сталям пластичность, высокую упругость и износостойкость. Из такого материала производим поршневые кольца для локомотивных и судовых двигателей, турбокомпрессоров, двухтактных двигателей. Благодаря шаровидному графиту, равномерно распределенному по всему сечению кольца, кольца из такого чугуна не уступают по износостойкости хромированным аналогам.

К качеству отливок ввиду сложных условий работы поршневых колец предъявляются более высокие требования, чем к большинству других отливок из чугуна аналогичных марок. Литые заготовки получаем новым уникальным методом литья намораживанием, благодаря чему достигаем высокого качество материала поршневых колец.

Благодаря высоким скоростям кристаллизации и однонаправленному теплоотводу (рисунок 4), в отливке образуется высокодисперсная, ориентированная перпендикулярно поверхности теплоотвода микроструктура (рисунок 5). При этом, в готовом поршневом кольце, дендриты – кристаллы (рисунок 6 а, б), наиболее сильно противостоящие износу располагаются в плоскости, перпендикулярной поверхности трения (рисунок 6 в). Такое строение слитка характерно только для литья намораживанием и наиболее оптимально для противостояния износу деталей типа тел вращения. В результате износостойкость поршневых колец, полученным методом литья намораживанием минимум на 30-40% выше, чем у колец получаемых другими методами литья.

Рисунок 4. Принцип формирования отливки при литье намораживанием

Рисунок 5. Общая схема областей и зон в затвердевающем слитке при литье намораживанием

Рисунок 6. Дендриты – схематически; фото; в поршневом кольце

Изготовление поршневых колец.

Несмотря на кажущуюся простоту, технология изготовления поршневых колец является одной из сложнейших задач машиностроения. Высокие требования к точности размеров, форме и взаимному расположению поверхностей поршневых колец призваны обеспечить безупречное прилегание кольца к стенке цилиндра, а также установку канавку поршня с требуемыми минимальными зазорами. Дополнительной сложностью для металлообработки является нежесткостью конструкции кольца.

Точность размеров на основные поверхности выдерживается по квалитету 7. Шероховатость наружной цилиндрической поверхности кольца Ra — 2,5 мкм. Такая шероховатость обеспечивает хорошую приработку к зеркалу цилиндра.

Шероховатость торцовых поверхностей кольца Ra = 0,63 мкм. Такая шероховатость обеспечивает легкое перемещение колец в канавках поршня, а также предотвращает износ торцов колец и стенок канавок. Высокая точность расстояния между торцами улучшает условия уплотнения поршня.

Изготовление поршневых колец производим на новых токарных центрах MAZAK, DMG, Victor и др., с использованием инструмента ведущих мировых производителей. При этом обеспечиваем высокую точность обработки и 100% прилегание кольца к зеркалу цилиндра.

Важнейшим показателем для поршневого кольца является сила, с которой кольцо оказывает давление на зеркало цилиндра. Эта величина рассчитывается для каждого типа колец, и зависит от множества факторов: материала колец, материала гильзы, условий работы и т.д. При этом упругость кольца должна быть достаточной для обеспечения уплотнения рабочей камеры, съёма и отвода смазки, но при этом не вызывать повышенный износ кольца и гильзы.