Образец для оценки адгезионной прочности соединения вставки с основным материалом изделий типа поршень (варианты)

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована в производстве поршней двигателей внутреннего сгорания (ДВС) для оценки адгезионной прочности соединения армирующей вставки с основным материалом поршня.
Известен образец для определения адгезионной прочности, выполненный в виде двух слоев из волокнистого материала, двухслойной армирующей прокладки, каждый слой которой состоит из параллельно уложенных нитей, а направление нитей в одном слое перпендикулярно направлению нитей в другом слое, размещенной между слоями и адгезива, связывающего между собой слои и армирующую прокладку и рамки, в которых закреплены соответствующие слои прокладки.(п. № 1359725 МКИ 4
GO IN 19/04).
материале с. плакируемой стороны выполняют глухое отверстие и вставляют в него закладной элемент, часть поверхности которого плакируют вместе с поверхностью основного материала, после чего в плакирующем слое выполняют аксиальный паз, отделяющий .площадь отрыва, которая находится в определенном соотношении с площадью среза плакирующего слоя ( см. патент РФ № 2047168 МПК6 G 01 N 19/04).
Недостатками этого способа являются:
Оценка адгезионной прочности возможна только в тех местах заготовки или детали, где в основном материале заранее произведено глухое отверстие и вставлен в него закладной элемент.
Наиболее близким к заявленному техническому решению по совокупности признаков является образец для определения прочности адгезионного соединения покрытия с основой, содержащей основу, выполненную в виде цилиндров, соосно сопряженных галтелью с соотношением диаметров 1,,0 при этом радиус галтели равен разности радиусов цилиндров, покрытие, нанесенное на всю поверхность торца цилиндра меньшего диаметра и контактирующее с захватом посредством клея, адгезия которого к покрытию заведомо больше предполагаемой адгезии покрытия к
основе, кроме того, к торцу цилиндра большего диаметра приклеен усиливающий элемент в виде металлической пластины с
MOB (6/6.
жесткостью, превышающей жесткость основы (св. №7506 МПК 6 G01N19/04).
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного образца для оценки адгезионной прочности соединения изделий типа поршень, является его конструктивные особенности.
Была поставлена задача, разработать образец, позволяющий качественно оценить адгезионную прочность соединения вставки с основным материалом изделия типа поршень, тем самым, предотвращая использование некачественных деталей в производстве двигателей для обеспечения их высокой надежности и повышения срока службы.
Поставленная задача решается тем, что в образце для оценки адгезионной прочности соединения вставки с основным материалом изделия типа поршень содержащем основу, выполненную в виде цилиндра, вставку, соединенную с цилиндром, в цилиндре выполнены наружная и внутренняя выборки основного материала до границы со вставкой и два отверстия, оси которых взаимно перпендикулярны, причем в одном из отверстий нарезана резьба, вставка может быть выполнена с пазом, в который вводятся закладные элементы, посредством адгезива скрепляющие вставку.
S(6
Заявляемое техническое решение соответствует критерию «новизна, нредъявляемому к полезной модели, так как существенные отличительные признаки заявленного технического решения не обнаружены в известных технических решениях в области науки и техники.
Полезная модель поясняется чертежами.
На фиг.1 изображен образец для оценки адгезионной прочности соединения вставки с основным материалом поршня в отливке.
На фиг.2 изображен образец для оценки адгезионной прочности соединения вставки с основным материалом поршня на готовой детали.
На фиг.З изображен образец для оценки адгезионной прочности соединения вставки с основным материалом поршня на готовой детали для случая, когда стороны вставки соединяются перемычкой, не обладаюпдей необходимой прочностью для проведения испытаний.
Образец для оценки адгезионной прочности соединения вставки с основным материалом изделия типа поршень изготавливается следующим образом:
Из заготовки поршня или готовой детали изготавливается кольцевой образец в виде цилиндра, у которого в головке делаются
внутренняя 1 и наружная 2 выборка основного материала 3 до границы с армирующей вставкой 4.
В головке цилиндра 5 в основном материале 3 выполняется отверстие 6, в котором нарезана резьба. Кроме того, в основном материале 3 выполняется отверстие 7 в бобышках 8 под поршневой палец или используется существующее отверстие. Оси отверстий 6 и 7 взаимно перпендикулярны.
Вставка 4 закрепляется в основном материале 3 при помощи адгезионного слоя 9. В готовом изделии стороны вставки соединяются перемычкой 10, не обладающей необходимой прочностью при проведении испытаний. Для исключения этого недостатка в армирующей вставке 4 выполняют паз 11, в который помещают закладной элемент 12 и зазоры заполняют адгезивом.
Способ оценки адгезионной прочности соединения вставки с основным материалом изделия типа поршень применяется два раза (в отливке и готовой детали) и осуществляется следующим образом:
Образец посредством резьбового отверстия 6 в головке цилиндра 5 и отверстия 7 в бобышках под поршневой палец закрепляется в захватах разрывной испытательной машины и производится отрыв одной части поршня от другого. При этом разрушение происходит по адгезионному слою 9 вставки 4 с
jijO(-( основнымматериалом поршня 3. При разрушении
фиксируется нагрузка отрыва Р.
Напряжение отрыва определяется по формуле
6
тв зависимости от форсировки двигателей допускаемое напряжение отрыва устанавливается не менее 1, кгс/мм
При испытаниях применяются стандартные испытательные машины.
Пример конкретного выполнения способа:
В качестве примера оценки адгезионной прочности соединения вставки с основным материалом поршня взят поршень автомобиля КАМАЗ.
Образцы поршней в виде цилиндров с резьбовым отверстием 6 и отверстием 7 устанавливаются в захватах испытательной машины. Затем прикладывается нагрузка на отрыв, которая постепенно увеличивается до наступления разрушения поршня по адгезионному слою 9 с фиксацией нагрузки разрушения. После разрушения замеряются диаметры d и di в месте разрушения и определяют напряжения отрыва, допустимые значения которых
4Р
7r(df-d)
устанавливаютсяв зависимостиотстепени
форсировки двигателей не менее 1, кгс/ мм ,
Одновременно внешним осмотром оценивается адгезионное соединение на предмет качественного алитирования армирующей вставки.
Если при испытаниях происходит разрушение поршня по перемычке 10, тогда в паз 11 устанавливаются закладные элементы 12, и зазоры заполняются адгезивом.
После выдержки для получения прочного соединения поршни подвергаются испытаниям на отрыв.
Заявляемый образец для оценки адгезионной прочности соединения вставки с основным материалом изделия типа поршень может быть изготовлен и применен в обычных условиях на стандартном оборудовании.