AGRIS - 

2023

Apazhev, A.K. | Shogenov, Yu.Kh. | Shekikhachev, Yu.A.

There are given methodological approaches to solving an urgent problem such as ensuring the required accuracy of the relative position of parts when assembling the crank-and-rod mechanism of diesel engines. The task of analytical modeling the technological operation of assembling and centering the piston of the crank-and-rod mechanism in the engine cylinder is reduced to a mathematical description of the appearance and change of piston distortions as a function of production errors in the relative position of the base surfaces of the parts that make up this mechanism, as well as the angle of rotation of the crankshaft. The studies were carried out in view of that the assembly accuracy of the crank-and-rod mechanism can be assessed by two complex parameters: the tilting of the piston comprising the total technological errors in the shape and relative position of the service surfaces of the engines, and the over-piston gap. A theoretical relationship has been obtained that makes it possible to unambiguously determine the change in the mounting gap between the cylinder liner and the piston as a function of the error in the mutual arrangement of the axes of the journal and pins of the crankshaft, as well as on its angle of rotation. A mathematical model of the technological assembly operation of piston centering in the cylinder has been developed, the implementation of which allow us unambiguously to solve the issues of the need, possibility, and ways to eliminate compensation for excessive spurious overlaps of the mounting gap between the piston and the cylinder liner. Calculations using the YAMZ-240 diesel engine as an example showed that, under the condition of limiting the non-assembly of the unit when the piston axis is shifted relative to the sleeve axis to the left and to the right to a probability value of 0.0227, disassembling the piston group using the interchangeability method is possible only if the misalignment of the axes of elementary cylinders of the piston and liner in the most remote section will not exceed 0.118 mm. | Приведены методические подходы к решению актуальной проблемы – обеспечению требуемой точности относительного положения деталей при сборке кривошипно-шатунного механизма дизельных двигателей. Задача аналитического моделирования технологической операции сборки и центровки поршня кривошипно-шатунного механизма в цилиндре двигателя сводится к математическому описанию появления и изменения перекосов поршня в функции от производственных погрешностей во взаимном расположении базовых поверхностей деталей, составляющих этот механизм, а также от угла поворота коленчатого вала. Исследования проведены с учетом того, что точность сборки кривошипно-шатунного механизма может быть оценена двумя комплексными параметрами: перекосом поршня, включающим в себя суммарные технологические погрешности формы и взаимного расположения служебных поверхностей двигателей, и надпоршневым зазором. Получена теоретическая зависимость, позволяющая однозначно определять изменение монтажного зазора между гильзой цилиндра и поршнем в функции от погрешности во взаимном расположении осей коренных шатунных шеек коленчатого вала, а также от его угла поворота. Разработана математическая модель технологической сборочной операции центровки поршня в цилиндре, реализация которой позволяет однозначно подходить к решению вопросов о необходимости, возможности, а также путях устранения компенсации чрезмерных паразитных перекрытий монтажного зазора между поршнем и гильзой цилиндра. Расчеты на примере дизельного двигателя ЯМЗ-240 показали, что при условии ограничения несобираемости узла при смещении оси поршня относительно оси гильзы влево и вправо значением вероятности, равным 0,0227, осуществление разборки поршневой группы по методу взаимозаменяемости возможно только в том случае, если несоосность осей элементарных цилиндров поршня и гильзы в наиболее удаленном сечении не будет превышать 0,118 мм.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2020

Chavdarov, A.V. | Tolkachev, A.A., Federal Research Agro-engineering Center VIM, Moscow

Wear of internal surfaces of cylindrical parts of small diameters is a common defect of equipment used in the agro-industrial complex. There are problems with low powder utilization and lack of a design solution for coating the inner surfaces of cylindrical parts with small diameters. The research purpose is in evaluating the adhesive and cohesive strength and developing a technology for restoring the internal surfaces of cylindrical parts of small diameters by cold gas-dynamic spraying. There was applied the method of cold gas dynamic spraying, there was developed a device for gas-dynamic coating the inner surfaces of cylindrical parts and there were determined the optimal spraying modes by powder consumption and heating temperature. A portable DIMET-403 unit, an aluminum oxide powder for surface preparation, a-20-11 aluminum powder, and a steel plate were used for the study. The weight was measured on analytical scales with an accuracy of 0.001 g. Tests were performed on the adhesive and cohesive strength of the coating on cylindrical samples prepared by mechanical processing, under the most favorable conditions with a spraying duration of 60 s. Samples were processed after sputtering on a lathe to obtain a cylindrical belt. The values of adhesive and cohesive strength of coatings fit into the range of values suitable for operation, and meet the conditions for obtaining a wear-resistant ceramic coating. There was developed a technology for obtaining a sublayer for the manufacture of ceramic wear-resistant surfaces in a friction piston ring-cylinder pair. The developed restoration technology of internal surfaces of cylindrical parts of small diameters by cold gas-dynamic spraying solved the problem of their wear. | Износ внутренних поверхностей цилиндрических деталей малых диаметров – распространенный дефект техники, задействованной в агропромышленном комплексе. Существуют проблемы низкого коэффициента использования порошка и отсутствия конструктивного решения для нанесения покрытий на внутренние поверхности цилиндрических деталей малых диаметров. Цель исследования – провести оценку адгезионной и когезионной прочности и разработать технологию восстановления внутренних поверхностей цилиндрических деталей малых диаметров холодным газодинамическим напылением. Применяли метод холодного газодинамического напыления, разработали устройство для газодинамического нанесения покрытий на внутренние поверхности цилиндрических деталей и определили оптимальные режимы напыления по расходу порошка и температуре нагрева. Использовали для проведения исследования портативную установку ДИМЕТ-403, порошок оксида алюминия для подготовки поверхности, алюминиевый порошок марки А20-11 и стальную пластину. Измерили вес на аналитических весах с точностью 0,001 г. Провели испытания на адгезионную и когезионную прочность покрытия на цилиндрических образцах, подготовленных механической обработкой, на наиболее благоприятных режимах с длительностью напыления, равной 60 сек. Обработали образцы после напыления на токарном станке для получения цилиндрического пояска. Определили, что значения адгезионной и когезионной прочности покрытий укладываются в интервал значений, пригодных для эксплуатации, и удовлетворяют условиям получения износостойкого керамического покрытия. Разработали технологию получения подслоя для изготовления керамических износостойких поверхностей в паре трения кольцо поршня–цилиндр. Разработанная технология восстановления внутренних поверхностей цилиндрических деталей малых диаметров холодным газодинамическим напылением решила проблему их износа.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2016

Ukhanov, D.A. | Ryblov, M.V., Penza State Agriculrural Academy

Значительная часть индикаторной мощности поршневого двигателя внутреннего сгорания (ДВС) расходуется на преодоление механических потерь (МП), что приводит к ухудшению топливной экономичности ДВС и в целом автомобиля. Целью исследования является снижение МП автомобильного бензинового ДВС за счет металлизации медью рабочей поверхности гильз цилиндров. Снижение МП происходит за счет уменьшения коэффициента трения в паре "поршневое кольцо – гильза цилиндра", что улучшает топливно-экономические показатели ДВС. Разработана методика расчета МП ДВС с металлизированными гильзами цилиндров. Получена формула для определения мощности МП ДВС, укомплектованного металлизированными гильзами. Установлено, что уравнения, характеризующие мощность МП ДВС от частоты вращения коленчатого вала ДВС, оцениваются полиномом второй степени. Результаты расчета показывают, что металлизация медью рабочей поверхности гильз цилиндров способствует снижению потерь мощности на преодоление трения в цилиндропоршневой группе, уменьшению мощности МП на 11,6% и повышению механического КПД ДВС УМЗ-417 на 5,9%. Возможность снижения МП ДВС за счет металлизации гильз цилиндров подтверждена результатами экспериментальных исследований. Эффект от металлизации будет возрастать с ростом частоты вращения коленчатого вала. | The considerable part of indicator power of piston of the internal-combustion engine (ICE) is spent for overcoming of mechanical losses (ML). It results in deterioration in fuel efficiency of the engine and the car in general. To solve this problem, the possibility of decreasing ML of the automobile petrol ICE by copper spraying of the cylinder liners functional surface has been investigated. ML is decreased by reducing the coefficient of friction in conjunction "piston - piston ring - cylinder liner," thereby improving economic performance of the ICE. The method of calculation for the ICE ML equipped with plated cylinder liners was developed. The formula for determining the power of ML of the ICE with metallic liners was derived. It was found out that the equations characterizing the power of ML of the ICE from the frequency of rotation of a crankshaft of the ICE are estimated by a square polynomial. The results of calculations on the example of the UMZ-417 engine show that copper metallization of the functional surface of cylinder liners promotes decreasing the capacity of friction between the piston and piston rings and walls of cylinder liners. It leads to reduction of total power of ML by 5.9%. The opportunity to reduce ML of the ICE by the metallization of cylinder liners is also confirmed by the results of experimental studies. The efficiency of metallization will increase as the rotation frequency of the crankshaft grows.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2015

Velichko, S.A., Mordovia State Univ., Saransk (Russian Federation). The N.P. Ogarev Agrarian Univ.

Предложен метод определения среднего ресурса гидроагрегатов, отремонтированных по вновь разработанной технологии. Гидроцилиндры (ГЦ) с восстановлением соединения "шток – передняя крышка" были отремонтированы электроискровой обработкой. Для этих целей на изношенном отверстии крышки использовали сплав никеля и хрома, позволяющего формировать толстослойные электроискровые покрытия более 1 мм с твердостью 251,2МПа. С целью повышения триботехнических свойств восстановленной нихромом поверхности на переднюю крышку ГЦ электроискровым методом наносили слой меди толщиной не более 30 мкм. Определяли интенсивность изнашивания базовых и экспериментальных образцов, на основании чего были определены интегральные функции распределения. На основании их были построены кумулятивные графики суммарной износостойкости образцов базовых и экспериментальных пар трения. На основании анализа протоколов периодических стендовых испытаний новых ГЦ определена интегральная функция распределения наработки до отказа. Используя эти данные, были графическим методом определены координаты точек прогнозируемых функций наработки отремонтированных ГЦ. Полученные данные позволили определить средний ресурс отремонтированных гидроагрегатов с восстановлением крышек нихромом, который на 11% ниже, чем у нового изделия, а с восстановлением крышки нихромом и медью - на 20% выше, чем у нового. Выбранное сочетание покрытия и способа его нанесения позволяет обеспечить межремонтный ресурс ГЦ на уровне не ниже доремонтного. | Proposed is a method of defining the average lifetime of hydraulic units, repaired using a newly developed technology. Hydraulic cylinders (HC) with the reconstruction of the rod – front end cover joint were repaired by electric spark machining. A nickel-chrome alloy was used for this purpose, which was applied to the worn cover bore. This allowed the formation of an electric-spark layer with a 1 mm thickness and a hardness of 251.2 MPa. For the purpose of increasing the tribotechnical qualities of the nichrome refinishing surface, a layer of copper of no thicker than 30 µm was applied to the front end cover using the electric spark method. Determined was the intensity of wear in the basic and experimental prototypes, which acted as the bases for defining the integral distribution functions. They acted as the foundation for the formation of cumulative graphs of total durability for the basic and experimental friction pairs. Based on an analysis of the protocols of periodic bench tests of new HC, an integral function of longevity distribution until failure has been determined. The resulted data allowed defining the mean life of repaired hydraulic units with nichrome refinishing covers that is lower by 11% than in the new article, and with nichrome and copper refinishing covers – higher by 20% than in the new articles. The chosen combination of coating and method to apply it allows providing overhaul operation time of HC at the level not lower than the overhaul period.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2015

Tishaninov, N.P. | Anashkin, A.V., All-Russia Research and Development Inst. of Use of Machinery and Petroleum Products, Tambov

Проводили анализ области применения и сравнительную оценку различных средств управления опережением подачи зерносмеси в овсюжные цилиндры триерных блоков. Для перерабатывающих линий, не имеющих жестких объемно-планировочных ограничений, разработан питатель триеров. Исследования и испытания триерных блоков в составе зерноочистительных агрегатов проводились по принципу "черного ящика" при отсутствии средств управления массовыми потоками и составом рабочей среды. В этих условиях исключалась возможность выявить динамику выделения примесных компонентов и зерновок основной культуры по длине ячеистой поверхности для обоснования резервов повышения качества технологического процесса. Выполненный анализ процесса разделения зерносмесей по размерному признаку и экспериментальные исследования с использованием специально разработанного стендового оборудования позволили установить, что повышенная подача зерносмеси в триерной блок относительно оптимальной приводит к необратимым потерям зерна основной культуры и неполному выделению коротких примесей в кукольном цилиндре, а недостаточная подача зерносмеси - не обеспечивает качественное выделение длинных примесей в овсюжном цилиндре. Представлены результаты исследований фактического уровня использования зерноочистительных агрегатов в производственных условиях, дана обобщающая оценка показателей качества партий зерна, поступающих на подработку, приведены результаты исследований качества процесса по основным показателям до и после подработки на зерноочистительных агрегатах. Использование средств управления опережением подачи зерносмеси в триерный блок позволяет повысить качество технологического процесса на частичных загрузках. | There was carried out an analysis of the sphere of application and comparative assessment of different management tools by advanced supplying grain mixture to oat intended cylinders. A sifting cylinder feeder was developed for processing lines having no strict volume planning restrictions. Research and testing of indented cylinders incorporated into grain cleaning units were conducted according to the principle of "black box" in the absence of control means of mass flows and the composition of the working environment. A possibility to identify the dynamics of separation of impurity components and the main crop grains along the length of the mesh surface to substantiate reserves of improvement of quality of the technological process was excluded in these conditions. The fulfilled analysis of the process of separation of grain mixes on the length basis and experimental studies using a specially designed test-bench equipment allowed to establish that the increased supplying the grain mixture to the intended cylinder relative to the optimum supply leads to grain loss of basic crop and to incomplete separation of short impurities in the cockle cylinder, and insufficient supply of grain mixture - does not provide a qualitative separation of long impurities in the oat cylinder. The results of studies of the actual level of use of grain cleaning machines in a production environment are presented, the unifying evaluation of quality indicators of grain batches incoming for processing is given, results of the research quality of the process on the basic parameters before and after treatment at grain cleaning units is given. The use of control facilities by advancing the supply of grain mixture to the intended unit allows increasing the quality of technological process for partial loads.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2014

Bashirov, R.M. | Safin, F.R. | Insafuddinov, S.Z., Bashkir State Agrarian Univ., Ufa

Для эффективного регулирования топливной аппаратуры необходимо обеспечить на регулировочном стенде противодавление впрыску, аналогичное имеющемуся на двигателе. Известные устройства, применяемые для этой цели, пока еще сложны по конструкции. Башкирским ГАУ разработано достаточно простое устройство с двухпружинным аккумулятором. Особенность его – противодавление впрыску создается самим впрыскиваемым топливом. Давление в аккумуляторе, аналогичное давлению в цилиндре в 1-м периоде процесса сгорания, создается одной пружиной, а во 2-м – другой. Рассчитаны конструктивные параметры этих пружин. Качество работы таких аккумуляторов следует оценивать с учетом объема топлива, находящегося в них, по характеру изменения давления в них, используя известное соотношение, называемое жесткостью аккумулятора. Для упрощения расчетов таких аккумуляторов индикаторную диаграмму можно представить в виде линеаризированных участков, соответствующих процессам сжатия газов и сгорания топлива, а закон топливоподачи считать линейным. При регулировках величину цикловой подачи удобно контролировать по давлению в камере впрыска аккумулятора, используя ЭВМ и электронный блок, работающий по предложенной программе. Разработана методика регулирования топливной аппаратуры на модернизированных стендах. | For effective regulation of the fuel equipment it is necessary to provide counter-pressure to injection at the adjusting stand such as those found on the engine. All the known devices, used with the same purpose, are still difficult in design. A fairly simple device with a double-spring accumulator has been developed in the Bashkir State Agrarian University. Its peculiarity is that back pressure of the injection is created by the injected fuel itself. The pressure in the accumulator similar to the pressure in the cylinder during the first period of the combustion process is created by one spring, and the second – by the other. Design data of these springs were calculated. The quality of these batteries must be assessed while taking into account the amount of fuel in them, the nature of pressure change in them, and using the known relation called rigidity of the battery. To simplify the calculations of the battery the indicator diagram can be represented by linearized sections corresponding to processes of gas compression and combustion, and the fuel injection law can be called linear. When you adjust the settings you can control the amount of cyclic supply by the pressure in the chamber of battery injection using computers and electronic components, working under the proposed program. The method for regulating the fuel equipment on the modernized stands with back pressure injection was developed.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation