PL181683B1 - Sposób wytwarzania tulei cylindrowej do silnika tlokowego PL PL PL - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytwarzania tulei cylindrowej do silnika tlokowego, zwlaszcza do dwusuwowego silnika wodziko- wego, w którym powierzchnia slizgowa dla pierscieni tloka na wewnetrznej powierzchni tulei jest wykonywana przez, po pierwsze, wyciecie wzoru falistego posiadajacego róz- nice poziomów pomiedzy grzebieniami i dolinami fal wy- noszaca przynajmniej 0.005 mm w wewnetrznej powierzchni, za pomoca przynajmniej jednego narzedzia tnacego posiadajacego wygieta krawedz tnaca, a nastepnie przez usuniecie grzbietów fal ze wzoru, przynajmniej w po- wierzchni slizgowej najblizszej martwej pozycji odkor- bowej, tak aby w przekroju podluznym wewnetrzna powierzchnia ukonczonej tulei posiadala czesciowo powie- rzchnie falista, w której doliny fal sa rozdzielone przez po- wierzchnie nosne, bedace powierzchniami plaskimi, znamienny tyra, ze w tulei cylindrowej (1) posiadajacej wewnetrzna srednice w zakresie od 25 do 100 cm oraz dlugosc w zakresie od 100 do 400 cm, usuwa sie grzbiety fal, bezposrednio po wykonaniu wzoru falistego, plastycznie sciskajac przez walcowanie do przynajmniej 0 004 mm ich wysokosci az do wyksztalcenia powierzchni nosnych (18), przy czym spód dolin fal (17) po scisnieciu znajduje sie na poziomie przynajmniej 0.001 mm ponizej powierzchni nos- nych (18), przy czym grzbiety fal sa odksztalcane przez wal- cowanie tak aby obszar powierzchni nosnej (18) pomiedzy dolinami fal (17) stanowil od 25 do 75% calkowitej powie- rzchni tulei (1) w walcowanym obszarze. PL PL PL

Description

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest sposób wytwarzania tulei cylindrowej do silnika tłokowego, takiego jak duży dwusuwowy silnik wodzikowy, który to sposób przewiduje utworzenie powierzchni ślizgowej dla pierścienia tłoka na wewnętrznej powierzchni tulei.

Niemiecki opis patentowy nr 683262 opisuje tuleje cylindrowe utworzone przy użyciu sposobu tego typu, zgodnie z którym grzbiety fal we wzorze falistym są usuwane przez bonowanie wewnętrznej powierzchni tulei. Sposób ten wymaga przejścia od urządzenia skrawającego wycinającego wzór falisty w wewnętrznej powierzchni do nowego ustawienia w honownicy. Poza tym, samo bonowanie jest obróbką kosztowną i czasochłonną, w czasie którego głowica z kilkoma obracającymi się kamieniami gładzącymi jest przeprowadzana wzdłuż tulei jednocześnie obracając się, tak aby kamienie gładzące ścierały materiał grzbietów fal. Zwłaszcza w przypadku tulei większych cylindrów, wyposażenie do honowania tego typu jest kosztowne.

Szwajcarski opis patentowy nr 342409 opisuje tuleję cylindrowa, w którym powierzchnia ślizgowa dla pierścieni tłoka jest tworzona w wewnętrznej powierzchni tulei poprzez wycięcie falistego wzoru w tej powierzchni. Taka tuleja jest nazywana przejściem falistym, a jego wzór jest zazwyczaj śrubowy, przy tym narzędzie tnące jest prowadzone w kierunku wzdłużnym tulei z pewną szybkością, podczas gdy tuleja jest obracana. Korzyścią przedstawioną przez szwajcarskie zgłoszenie patentowe jest to, że rowki zbierają olej smarujący, tak aby powstały zagłębienia z olejem, które zapewniają smarowanie pomiędzy pierścieniami tłoka i wewnętrzną powierzchnią tulei.

Takie wycinanie w wewnętrznej powierzchni tulei wzoru falistego, które przebiega w kierunku podłużnym tulei, posiada tę zaletę, że unika się honowania wewnętrznej powierzchni, ponieważ wycinanie fal skrawa tuleję aż do uzyskania pożądanej wielkości wewnętrznej średnicy. Gdy tuleja rozpoczyna pracę, pierścienie tłoka będą ścierać grzbiety fal, tak aby powstały powierzchnie nośne pomiędzy dolinami fal, jednakże w tym samym czasie zużywają się pierścienie tłoka.

Rozwój dużych dwusuwowych silników wodzikowych prowadzi do zwiększania mocy cylindrów, a stąd także do zwiększenia efektywnego średniego ciśnienia. Najnowsze silniki mogą posiadać cylindry o mocy do 5700 kW przy efektywnym średnim ciśnieniu równym 18.2 bar. Stawia to wysokie wymagania pierścieniom tłoka i tulejom cylindrowym, ponieważ spadek ciśnienia na pierścieniach tłoka, a stąd także siły ich styku z wewnętrzną powierzchnią tulei, stają się duże. Jest zatem możliwe napotkanie problemów związanych z docieraniem tłoków i tulei, jeżeli wewnętrzna powierzchnia tulei zostanie wycięta w prosty wzór falisty, jako że wystające, ostre grzbiety fal mogą prowadzić do ścierania pierścieni tłoka.

Duński opis patentowy nr 139111 opisuje tuleję cylindrową posiadającą w swej wewnętrznej powierzchni śrubowo wycięty rowek, w którym skok śruby jest tak duży, że doliny fali są oddzielone płaskowyżowymi powierzchniami o długości L, wynoszącej na przykład 4 mm w podłużnym kierunku cylindra. Przed wycięciem rowka, taka tuleja musi być wygładzona, co czyni wytwarzanie tulei kosztownym, ponieważ musi ono po pierwsze być skrawane do jego przybliżonych, końcowych, wewnętrznych rozmiarów w jednym urządzeniu, a następnie musi być ustawione w honownicy i poddane obrócę honowania, po czym ponownie musi być ustawione w pierwszym urządzeniu, w celu wycięcia rowka. Tuleje cylindrowe do dużych . cylindrów są ciężkimi elementami składowymi, których przemieszczanie i ustawianie w urządzeniu skrawającym jest czasochłonne.

181 683

Dokument JP-A- 5-65849 opisuje blok cylindra dla silnika tłokowego, w którym cylinder po jego wydrążeniu jest poddawany operacji bonowania, w wyniku czego powstają ślady ścierania lub rowki ułożone we wzór kraciasty. Takie ślady ścierania zawierają małe, ostre występy, które mogą powodować uszkodzenie pierścieni tłoka. W celu zapobiegnięcia temu, wewnętrzna strona cylindra jest dogniatana za pomocą kilku narzędzi walcowniczych. Taka operacja dogniatania wygładzająca małe występy na cylindrycznej powierzchni jest procesem dobrze znanym. Blok cylindra opisany w tym japońskim dokumencie także musi być przemieszczany pomiędzy kilkoma ustawieniami w różnych maszynach.

Mając na uwadze powyższe względy, sposób wytwarzania tulei cylindrowej do silnika tłokowego, zwłaszcza do dwusuwowego silnika wodzikowego, w którym powierzchnia ślizgowa dla pierścieni tłoka na wewnętrznej powierzchni tulei jest wykonywana przez, po pierwsze, wycięcie wzoru falistego posiadającego różnicę poziomów pomiędzy grzbietami i dolinami fal wynoszącą przynajmniej 0.005 mm w wewnętrznej powierzchni, za pomocą przynajmniej jednego narzędzia tnącego posiadającego wygiętą krawędź tnącą, a następnie przez usunięcie grzbietów fal ze wzoru, przynajmniej w powierzchni ślizgowej najbliższej martwej pozycji odkorbowej, tak aby w przekroju podłużnym wewnętrzna powierzchnia ukończonej tulei posiadała częściowo powierzchnię falistą, w której doliny fal są rozdzielone przez powierzchnie nośne, będące powierzchniami płaskimi, według niniejszego wynalazku charakteryzuje się tym, że w tulei cylindrowej posiadającej wewnętrzną średnicę w zakresie od 25 do 100 cm, oraz długość w zakresie od 100 do 400 cm, usuwa się grzbiety fal, bezpośrednio po wykonaniu wzoru falistego plastycznie ściskając przez walcowanie do przynajmniej 0.004 mm ich wysokości, aż do wykształcenia powierzchni nośnych, przy czym spód dolin fal po ściśnięciu znajduje się na poziomie przynajmniej 0.001 mm poniżej tych powierzchni nośnych przy czym grzbiety fal są odkształcone przez walcowanie tak aby obszar powierzchni nośnej pomiędzy dolinami fal stanowił od 25 do 75% całkowitej powierzchni tulei w walcowanym obszarze.

Plastyczne ściśnięcie grzbietów fal przeprowadza się poprzez walcowanie wewnętrznej powierzchni za pomocą narzędzia walcowniczego, które przesuwa się do przodu za pomocą tego samego wytyczadła, które zostało użyte do narzędzia tnącego wykonującego wzór falisty. Alternatywnie walcowanie przeprowadza się za pomocą narzędzia walcowniczego posiadającego pojedyńczy wałek, którego promieniowa pozycja względem wewnętrznej powierzchni tulei jest regulowana i przesuwa się do przodu w kierunku podłużnym tulei podczas gdy tuleja obraca się.

Pożądane jest, aby narzędzie walcownicze było powiązane ze wskaźnikiem bieżącego nacisku walcowania, przy ruchu narzędzia w podłużnym kierunku tulei, tak aby nacisk walcowania mógł być kontrolowany, oraz ewentualnie dokładnie ustawiony podczas walcowania wewnętrznej powierzchni chociaż wewnętrzna średnica tulei zmienia się na długości tulei.

Walcowanie wykonuje się jedynie w górnym odcinku tulei zawierającym powierzchnie, po której ślizga się górny pierścień tłoka, gdy tłok przesuwa się z jego martwej pozycji odkorbowanej oraz podczas częściowego suwu tłoka w dół w kierunku zwrotnego położenia dokorbowego.

Grzbiety odkształca się przez walcowanie z zachowaniem obszaru powierzchni nośnych pomiędzy dolinami fal stanowiącym od 40 do 60% całkowitego obszaru tulei w walcowanym obszarze.

Grzbiety fal odkształca się przez walcowanie z zachowaniem powierzchni nośnej pomiędzy sąsiednimi dolinami fal posiadającej rozpiętość w kierunku podłużnym tulei która wewnątrz stanowi 1/4 wysokości pierścienia fioka o najmniejszej wysokości ± 1 mm.

Grzbiety fal odkształca się tak, do przynajmniej 0.006 mm, a co najwyżej do 0.018 mm, korzystnie zaś najwyżej do 0.015 mm, wysokości grzbietów fal ściska się do uzyskania powierzchni nośnych, przy czym spód dolin fal znajduje się na poziomie przynajmniej 0.002 mm poniżej powierzchni nośnych.

Zgodnie z korzystnym sposobem według niniejszego wynalazku, wzór falisty odkształca się, do momentu osiągnięcia średniej promieniowej różnicy poziomów pomiędzy przewidzianymi powierzchniami nośnymi i dolinami fal stanowiącej od 7 do 66% średniej różnicy poziomów pomiędzy grzbietami fal i dolinami fal we wzorze przed, ściśnięciem zaś korzystnie od 16 do 36% tej różnicy.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykorzystania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia częściowo widok z boku, a częściowo przekrój podłużny tulei cylindrowej, fig. 2 - perspektywiczny widok tulei cylindrowej ustawionej w pokazanym częściowo urządzeniu skrawającym, fig. 3 - perspektywiczny widok narzędzia walcowniczego, fig. 4 widok z boku innego narzędzia walcowniczego, fig. 5 - widok o dużym powiększeniu przekroju podłużnego przez wewnętrzną powierzchnię tulei cylindrowej wyprofilowaną przez walcowanie zgodnie z niniejszym wynalazkiem, fig. 6 - zdjęcie przedstawiające pięciokrotnie powiększoną wewnętrzną powierzchnie faliście wyciętej i częściowo wygładzonej tulei cylindrowej, fig. 7 - podobne zdjęcie tulei cylindrowej, które zostało faliście wycięte i wyprofilowane przez walcowanie, fig. 8 - kopię wykresu przedstawiającego pomiar stopnia chropowatości wykonany na wewnętrznej powierzchni tulei pokazanego na fig. 6, fig. 9 - kopię wykresu przedstawiającego pomiar stopnia chropowatości wykonany na wewnętrznej powierzchni tulei pokazanego na fig. 7.

Figura 1 przedstawia tuleję cylindrową 1 dla dużego dwusuwowego silnika wodzikowego. Zależnie od wielkości silnika tuleja cylindrowa 1 może być wytwarzana w różnych rozmiarach z wewnętrznymi średnicami zawartymi zazwyczaj w zakresie od 25 do 100 cm, oraz odpowiadającymi im długościami w zakresie od 100 do 400 cm. Tuleja 1 jest zazwyczaj wytwarzana z żeliwa, oraz może być odlewana w jednej części lub może być podzielona na dwie części połączone ze sobą końcami. Na fig. 1, połówka tulei 1 pokazana na prawo od wzdłużnej osi 2 jest pokazana w przekroju podłużnym. W dobrze znany sposób, tuleja 1 może być zamontowana w silniku, nie pokazanym, przez umieszczanie pierścieniowej skierowanej w dół powierzchni 3 na wierzchniej płycie obudowy silnika lub bloku cylindra, po czym tłok 4 z pierścieniami tłoka 5 jest montowany w cylindrze, a pokrywa cylindra jest ustawiana na wierzchu tulei 1 na jego pierścieniowej, skierowanej w górę powierzchni 6 i jest mocowana do płyty wierzchniej.

Pierścienie tłoka 5 ślizgają się wzdłuż wewnętrznej powierzchni tłoka 7, przy czym ważne jest, że ta wewnętrzna powierzchnia jest tak skonstruowana, by zapewniała dobre smarowanie pomiędzy pierścieniami i wewnętrzną powierzchnią, tak by uniknąć zacierania się lub zakleszczania pomiędzy zewnętrznymi bokami pierścieni i wewnętrznymi powierzchniami tulei. Podczas docierania się tłoka i tulei w nowym silniku budowa powierzchni ma szczególne znaczenie. Jak wspomniano powyżej, pożądane jest zatem wytwarzanie tulei cylindrowej 1 z falistym wzorem w jej wewnętrznej powierzchni, w którym grzbiety fal zostały usunięte. Możliwe jest wytworzenie tulei 1 z danym wzorem wzdłuż całej wewnętrznej powierzchni. Wzór ten może być także skrawany jedynie w górnym odcinku tulei 1, tak aby po tym odcinku przesuwały się pierścienie tłoka 5 w pierwszych 40% suwu tłoka w dół. Odcinek ten może również posiadać inne odpowiednie rozmiary, takie jak 20, 25, 30 lub 35%, albo wartości pośrednie.

Przed utworzeniem otworów dla powietrza przedmuchującego 8 w dolnym odcinku tulei 1, wykańczana jest wewnętrzna powierzchnia 7 tulei 1. Ma to miejsce w bardzo dużej wytaczarce będącej rodzajem tokarki o dużych rozmiarach, pokazanej tylko częściowo na fig. 2. W poniższym opisie urządzenie to jest określane jako tokarka. Za pomocą dźwigu, tuleja 1 z poziomą osią podłużną jest podnoszona i centrowana względem obrotowej osi tokarki, po czym jeden koniec tulei 1 jest mocowany do wrzeciona napędowego tokarki za pomocą czterech uchwytów 9, podczas gdy drugi koniec tulei jest podpierany w środkowej pozycji przez uchwyt 10 posiadający kilka wałków wsporczych 11, które biegną po zewnętrznej powierzchni tulei 1. Uchwyt 10 może być przemieszczany na łożu tokarki 12.

Przy końcu przeciwległym do wrzeciona, tokarka posiada suport wzdłużny, nie pokazany, który podpiera bardzo ciężkie i sztywne wytaczadło 13, które jest przesuwane przez przemieszczanie suportu wzdłużnego na łożu tokarki do i z tuleją cylindrową 1, współosiowo z jej osią podłużną. Przy końcu bliższym wrzeciona, wytaczadło posiada uchwyt narzędziowy 14 w postaci suportu poprzecznego zdolnego do ustawiania narzędzi 15 w kierunku promieniowym tulei 1.

Gdy tuleja 1 zostanie ustawiona w tokarce, wrzeciono razem z tuleją 1 zaczyna obracać się, a wewnętrzna powierzchnia 7 zostaje z grubsza obrócona z dokładnością do na przykład 5 mm względem średnicy. Niewielki obrót jest wykonywany przy pomocy nakładki posiadającej wygiętą krawędź tnącą, tak aby przy wycinaniu powstawał pożądany kształt dolin fal we wzorze falistym w wewnętrznej powierzchni tulei 1, utworzony przez ten niewielki obrót. Odległość S (fig. 5) pomiędzy dwoma sąsiednimi grzbietami fal jest regulowana, zgodnie z żądaniem, poprzez podawanie do przodu w kierunku wzdłużnym wytaczadła, która to odległość jest tej samej długości co szybkość posuwu. W tulei cylindrowej 1 o wewnętrznej średnicy wynoszącej 98 cm, odpowiednia może być szybkość posuwu rzędu 8 mm na obrót tulei cylindrowej 1, podczas gdy szybkość posuwu rzędu 4 mm może być dobrana dla tulei cylindrowej 1 o wewnętrznej średnicy 50 cm lub mniejszej. Skok może być tak dobrany, by odpowiadał połowie wysokości pierścienia, który to pierścień posiada najmniejszą wysokość wśród pierścieni tłoka.

Promieniowa różnica poziomów h (fig. 5) pomiędzy grzbietami i dolinami fal jest wyznaczona przez krzywiznę krawędzi nakładki, przy czym większa krzywizna zapewnia większą różnicę poziomów. Różnica poziomów może wynosić nawet 0.06 mm, a korzystnie wynosi od 0.01 do 0.02 mm.

Po wycięciu wzoru falistego, wytaczadło jest wyprowadzane z tulei 1, a narzędzie walcownicze jest pozycjonowane promieniowo względem wewnętrznej powierzchni 7, po czym wewnętrzna powierzchnia jest walcowana tak, aby materiał grzbietów fal był odkształcany plastycznie, to znaczy naciskany promieniowo do zewnątrz tak, aby wykończona wewnętrzna powierzchnia uzyskała kształt pokazany na fig. 5 ze śrubowym rowkiem lub dolna fala 17. Przekrój podłużny wewnętrznej w powierzchni tulei 1, pokazany na fig. 5 jest zniekształcony dla większej przejrzystości rysunku, tak, że wymiary w kierunku promieniowym są powiększone wiele razy. W kierunku podłużnym, doliny fal są rozdzielone przez płaskie obszary 18, stanowiące razem 25-75%, a zazwyczaj 40-60%. długości tulei 1 z falistym wzorem.

W prostym rozwiązaniu pokazanym na fig. 3, narzędzie walcownicze może zawierać wałek 19, który jest zamontowany obrotowo na rozwidlonej głowicy 20 na końcu ramienia poprzecznego 21 umocowanego we wgłębieniu w uchwycie narzędzia 22, który jest podparty przez wytaczadło 13. Uchwyt narzędzia lub samo narzędzie może posiadać pewną ograniczoną elastyczność w promieniowym kierunku tulei 1 tak, aby zmiany rzędu kilku dziesiątych milimetra średnicy tulei 1 były absorbowane przez elastyczne uginanie uchwytu. Ramie poprzeczne jest ustawiane w swoim podłużnym kierunku, to znaczy w kierunku promieniowym tulei 1.

Inny przykład rozwiązania narzędzia walcowniczego jest pokazany na fig. 4, gdzie walec 23 jest osadzony jednostronnie w głowicy 24, oraz przy jego końcu walec styka się z walcem wsporczym 25. Głowica jest zamontowana na skośnie rozciągającym się pierścieniowym elemencie podzielonym na dwie części, 26a i 26b, które są wzajemnie sprężyste, ale utrzymują ustawiony nacisk walcowania. Wskaźnik 27 pokazuje wielkość ustawionego nacisku walcowania. Zamiast wizualnego wskaźnika, narzędzie może być wyposażone w układ indukcyjny do pomiaru nacisku walcowania i generacji sygnałów elektrycznych, które mogą być stosowane do regulacji lub do zdalnego odczytu. Poprzez część pośrednią 28, cześć pierścieniowa jest zamontowana w uchwycie narzędzia 14 wytaczadła, tak aby nacisk walcowania mógł być regulowany przez promieniowe przemieszczenie tego uchwytu narzędzia. Narzędzie tego typu jest dostępne na rynku dzięki niemieckiej firmie W. Hegenscheidt GmbH, Celle, pod oznaczeniem typu EG 14.

181 683

Wskaźnik nacisku walcowania może być wbudowany w suport poprzeczny wytaczadła, przy czym ten suport jest poddawany działaniu zasadniczo takiego samego promieniowego nacisku co narzędzie walcownicze. Tokarka może także posiadać wyświetlacz, na przykład cyfrowy, pokazujący przemieszczenie suportu poprzecznego w kierunkach, odpowiednio, promieniowym i osiowym. Taki wyświetlacz może być zerowany, gdy narzędzie walcownicze jest ustawione w taki sposób, że nie wywiera nacisku na wewnętrzną powierzchnię tulei, po czym przemieszczenie na zewnątrz suportu poprzecznego będzie świadczyło o nacisku walcowania.

Oś wzdłużna walca może tworzyć swobodny kąt a z wewnętrzną powierzchnią tulei 1, gdzie wierzchołek kąta jest skierowany do przodu w kierunku podawania oznaczonym strzałką A.

Zostanie teraz przedstawiony opis przykładów wykonanych przy użyciu tulei cylindrowej 1 o wewnętrznej średnicy 35 cm.

Przykład 1. Tuleja została wykonana ze zwykłego dla dużych silników materiału tulei, a mianowicie żeliwa, przy czym po zgrubnym obrocie, wewnętrzna powierzchnia tulei 1 została zmieniona na całej swej długości w śrubowy, falisty wzór, z odległością S = 4 mm pomiędzy grzbietami fal, oraz wysokością fali wynoszącą w przybliżeniu h = 0.015 mm. Narzędzie tnące wytaczadła zostało zastąpione przez narzędzie walcownicze pokazane na fig. 3. Nacisk walcowania został ustawiony przez, po pierwsze, ustawienie wałka bez nacisku względem wewnętrznej powierzchni tulei 1, po czym suport poprzeczny wytaczadła został ustawiony z przemieszczeniem na zewnątrz wynoszącym F = 0.03 mm zmierzonym na średnicy, to znaczy z promieniowym przemieszczeniem wynoszącym 0,015 mm. Należy zauważyć, że ustawienie suportu poprzecznego nie wymaga odpowiadającego mu przemieszczenia promieniowego narzędzia walcowniczego, gdyż zasadnicza cześć przemieszczenia jest stosowana do dociśnięcia suportu poprzecznego, uchwytu narzędzia, oraz narzędzia, to znaczy do ustanowienia nacisku walcowania. Stanowi to zasadniczą różnicę w porównaniu z ustawieniem narzędzi tnących zazwyczaj stosowanym w tokarce. Tuleja 1 była obracana z prędkością 90 obrotów na minutę, co prowadziło do względnej prędkością pomiędzy narzędziem walcowniczym i wewnętrzną powierzchnią tulei 1 równej V = 100 m/min., zaś wytaczadło było przemieszczane w tulei 1 z prędkością posuwu s = 0.5 mm na obrót.

Oględziny pokazały, że pożądany jest większy nacisk walcowania, oraz że prędkość posuwu mogłaby być zasadniczo wyższa.

Przykład 2. Poza parametrami walcowania, wytwarzanie tulei cylindrowej 1 przebiegało w taki sam sposób jak w przykładzie 1. Walcowanie było przeprowadzane z parametrami V = 100 m/min., F = 0.10 mm na średnicy, oraz s = 4.0 mm na obrót.

Oględziny i pomiar stopnia chropowatości pokazały, że prędkość posuwu była odpowiednia, oraz że o obszary między dolinami fal miały dobrze zdefiniowaną rozpiętość, oraz były zasadniczo płaskie.

Przykład 3. Poza parametrami walcowania, wytarzanie tulei cylindrowej 1 przebiegało w taki sam sposób jak w przykładzie 1. Walcowanie było przeprowadzane z parametrami V = 100 m/min., F = 0.15 mm na średnicy, oraz s = 4.0 mm na obrót.

Oględziny i pomiar stopnia chropowatości pokazały, że prędkość posuwu była wciąż odpowiednia, oraz że obszary między dolinami fal uzyskały większą rozpiętość, oraz stanowiły około 30% wewnętrznej powierzchni tulei 1.

Przykład 4. Poza parametrami walcowania, wytwarzanie tulei cylindrowej 1 przebiegało w taki sam sposób jak w przykładzie 1. Walcowanie było przeprowadzone z parametrami V = 100 m/min., F = 0.20 mm na średnicy, oraz s = 4.0 mm na obrót.

Oględziny i pomiar stopnia chropowatości pokazały, że prędkość posuwu była wciąż odpowiednia, oraz że obszary między dolinami fal uzyskały większa rozpiętość, oraz stanowiły około 40% wewnętrznej powierzchni tulei 1.

s

181 683

Został wykonany test porównawczy, w którym tuleja cylindrowa 1 została wykonana w ten sam sposób co w przykładzie 1, ale w którym walcowanie zostało zastąpione przez częściowe bonowanie, które usuwało grzbiety fal.

Powierzchnie tulei 1 wytwarzanych w przykładzie 4, oraz przez częściowe gładzenie zostały sfotografowane w pięciokrotnym powiększeniu, patrz, fig. 6 i 7, zaś chropowatość powierzchni została zmierzona za pomocą urządzenia do pomiaru chropowatości typu Perthen, patrz fig. 8 i 9, przy czym wzmocnienie w kierunku promieniowym zostało ustawione na bardzo dużą wartość. Na zapisanych paskach, 10 mm w kierunku osi y oznacza odległość 0.025 mm, podczas gdy 10 mm w kierunku osi x oznacza odległość 1 mm.

Figura 6 przedstawia wyraźne pierścieniowe ślady ścierania lub rowki pochodzące z gładzenia, natomiast test stopnia chropowatości na fig. 8 przedstawia duża liczbę małych punktów w przybliżeniu płaskich obszarach, gdzie grzbiety fal zostały usunięte.

Walcowana powierzchnia pokazana na fig. 7 ma zdecydowanie lepszy wygląd, zaś test stopnia chropowatości z fig. 9 wskazuje na płaskie obszary pomiędzy dolinami fal z o wiele mniej ostrymi wystającymi punktami, przy czym jednak powierzchnia nadal posiada pewną liczbę zaokrąglonych różnic poziomów w płaskich obszarach, które uczestniczą w uzyskaniu dobrego przylegania oleju do powierzchni.

W powyższych oznaczeniach wymiarowych dla wzoru falistego oraz wzoru walcowanego, należy zauważyć, że wspomniane wartości są wartościami średnimi. Jak pokazano na paskach testów stopnia chropowatości, powierzchnia posiada miejscowo duże obniżenia nie zawarte w wymiarach, gdyż są one zazwyczaj złożami grafitu w powierzchni lub podobnych zmian związanych ze stopem. Te obniżenia są także obecne w zasadniczo płaskich płaszczyznach, które mogą być także nazywane powierzchniami nośnymi.

Claims (10)

1. Sposób wytwarzania tulei cylindrowej do silnika tłokowego, zwłaszcza do dwusuwowego silnika wodzikowego, w którym powierzchnia ślizgowa dla pierścieni tłoka na wewnętrznej powierzchni tulei jest wykonywana przez, po pierwsze, wycięcie wzoru falistego posiadającego różnicę poziomów pomiędzy grzebieniami i dolinami fal wynoszącą przynajmniej 0.005 mm w wewnętrznej powierzchni, za pomocą przynajmniej jednego narzędzia tnącego posiadającego wygiętą krawędź tnącą, a następnie przez usunięcie grzbietów fal ze wzoru, przynajmniej w powierzchni ślizgowej najbliższej martwej pozycji odkorbowej, tak aby w przekroju podłużnym wewnętrzna powierzchnia ukończonej tulei posiadała częściowo powierzchnię falistą, w której doliny fal są rozdzielone przez powierzchnie nośne, będące powierzchniami płaskimi, znamienny tym, że w tulei cylindrowej (1) posiadającej wewnętrzną średnicę w zakresie od 25 do 100 cm oraz długość w zakresie od 100 do 400 cm, usuwa się grzbiety fal, bezpośrednio po wykonaniu wzoru falistego, plastycznie ściskając przez walcowanie do przynajmniej 0.004 mm ich wysokości aż do wykształcenia powierzchni nośnych (18), przy czym spód dolin fal (17) po ściśnięciu znajduje się na poziomie przynajmniej 0.001 mm poniżej powierzchni nośnych (18), przy czym grzbiety fal są odkształcane przez walcowanie tak aby obszar powierzchni nośnej (18) pomiędzy dolinami fal (17) stanowił od 25 do 75% całko witej powierzchni tulei (1) w walcowanym obszarze.

2. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że plastyczne ściśnięcie przeprowadza się przez walcowanie wewnętrznej powierzchni za pomocą narzędzia walcowniczego, które przesuwa się do przodu za pomocą tego samego wytaczadła, które zostało użyte do narzędzia tnącego wykonującego wzór falisty.

3. Sposób, według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że plastyczne ściskanie przez walcowanie przeprowadza się za pomocą narzędzia walcowniczego posiadającego pojedynczy wałek (19; 23), którego promieniowa pozycja względem wewnętrznej powierzchni tulei jest regulowana, i przesuwa się do przodu w kierunku podłużnym tulei, podczas gdy tuleja (1) obraca się.

4. Sposób, według zastrz. 3, znamienny tym, że narzędzia walcownicze łączy się ze wskaźnikiem (27) bieżącego nacisku walcowania.

5. Sposób, według zastrz. 4, znamienny tym, że na narzędzie walcownicze wywiera się pożądany nacisk walcowania przy ruchu narzędzia w podłużnym kierunku tulei (1), chociaż wewnętrzna średnica tulei (1) zmienia się na długości tulei (1).

6. Sposób, według zastrz. 5, znamienny tym, że walcowanie wykonuje się jedynie w górnym odcinku tulei (1) zawierającym powierzchnie, po której ślizga się górny pierścień tłoka, gdy tłok (4) przesuwa się z jego martwej pozycji odkorbowej, oraz podczas częściowego suwu tłoka w dół w kierunku zwrotnego położenia dokorbowego.

7. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że grzbiety fal odkształca się przez walcowanie z zachowaniem obszaru powierzchni nośnych (18) pomiędzy dolinami fal (17) stanowiącym od 40 do 60%, całkowitego obszaru tulei (1) w walcowanym obszarze.

8. Sposób, według zastrz. 7, znamienny tym, że grzbiety fal odkształca się przez walcowanie z zachowaniem powierzchni nośnej (18) pomiędzy sąsiednimi dolinami fal (17) posiadającej rozpiętość w kierunku podłużnym tulei, która wewnątrz stanowi 1/4 wysokości pierścienia tłoka o najmniejszej wysokości ± 1 mm.

9. Sposób, według zastrz. 8, znamienny tym, że grzbiety fal odkształca się do przynajmniej 0.006 mm, a co najwyżej do 0.018 mm, korzystnie zaś najwyżej do 0.015 mm, wysokości grzbietów fal ściska się do uzyskania powierzchni nośnych (18), przy czym spód dolin fal (17) znajduje się na poziomie przynajmniej 0.002 mm poniżej powierzchni nośnych (18).

10. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że wzór falisty odkształca się do momentu osiągnięcia średniej promieniowej różnicy poziomów pomiędzy przewidzianymi powierzchniami nośnymi (18) i dolinami fal (17) stanowiącej od 7 do 66% średniej różnicy poziomów (h) pomiędzy grzbietami i dolinami fal (17) we wzorze przed ściśnięciem, zaś korzystnie od 16 do 36% tej różnicy.