ћосква +7 495 545 6936
E-mail: написать
YouTube Instagram
Ќаш опыт в двигател€х Ч с 1990 года!
—ѕ≈÷»јЋ»«»–ќ¬јЌЌџ… ћќ“ќ–Ќџ… ÷≈Ќ“–
јЅ-»нжиниринг
√Ћј¬Ќјя
’онингование цилиндров: качество по разумной цене!

јЋ≈ —јЌƒ– ’–”Ћ≈¬,
кандидат технических наук,
директор фирмы ЂјЅ-»нжинирингї

Ђјвтомобиль и сервисї є 3, 2002.

„итатели, наверн€ка, заметили, что к теме ремонта блока цилиндров мы обращаемс€ довольно часто. „то совершенно неудивительно: блок Ч основа двигател€, и от качества его ремонта напр€мую зависит надежность и долговечность всего агрегата при последующей эксплуатации.
Ќаша последн€€ стать€ на эту тему (см. є 12/2001) вызвала, суд€ по откликам, большой интерес и полемику среди специалистов, особенно в части сравнени€ отечественного и импортного оборудовани€ дл€ хонинговани€. „то, естественно, побудило нас продолжить разговор.

 азалось бы, что хороший импортный хонинговальный станок Ч это лучшее решение дл€ любой мастерской, занимающейс€ ремонтом двигателей. ћы однозначно Ђдвум€ рукамиї за оснащение отечественных ремонтных предпри€тий самым лучшим и современным оборудованием. » тем не менее, выскажем некоторыеЕ нет, не сомнени€, просто соображени€. »нформацию к размышлению, если хотите.

ƒолжна ли экономика быть экономной?

–анее мы отметили, что на импортном хонинговальном оборудовании чаще всего реализуетс€ схема Ђпр€могої хонинговани€, без предварительной операции расточки цилиндра. Ётот способ предполагает высокую производительность станка Ч блок можно Ђрасхонинговатьї в ремонтный размер 0,5 мм всего за полчаса. ≈сли говорить о геометрии цилиндра (эллипсность, конусность и т. д.), то припуск на хонингование не имеет значени€, более важны параметры инструмента Ч хонинговальной головки, установленной на станке. ќднако, мы это особо подчеркиваем, достичь точного взаимного расположени€ цилиндров и постелей коленчатого вала Ђпр€мымї хонингованием без предварительной расточки Ч дело бесперспективное, и така€ методика, м€гко говор€, не выдерживает никакой критики.
“огда почему же так делают? “оже пон€тно. — одной стороны, так проще и быстрее, с другой Ч далеко не все блоки, требующие ремонта, настолько Ђкривыеї, чтобы их деформаци€ повли€ла на результат ремонта. Ќо главное, на наш взгл€д, дело не в технике, а в экономике. —удите сами.
»мпортный станок любой фирмы Ч вещь дорогосто€ща€. ÷ены колеблютс€ в зависимости от модели и фирмы-изготовител€, но думаем, что не ошибемс€, назвав сумму 50000 долл. —Ўј средней ценой хорошего станка.
“еперь о ценах на ремонт блоков. »х разброс Ч от 400 рублей за ¬ј«овский блок до 1200 рублей за четырехцилиндровый Ђиномарочныйї. ѕоскольку спрос на ремонт ¬ј«овских блоков выше, возьмем среднюю цифру Ч около 20 долл. —Ўј.
ј сколько блоков можно сделать в день? ƒл€ стабильно работающего предпри€ти€ реальна средн€€ цифра Ч 8Ч10 шт. в день.
ƒопустим, что половина дохода от ремонта блоков идет на зарплату, налоги и разные накладные расходы. “огда, вооружившись калькул€тором, легко рассчитаем приблизительный срок окупаемости станка Ч более 2-х лет!
„то означает полученна€ цифра? ¬се очень просто: дл€ предпри€ти€, купившего импортный станок, альтернативы быстрой технологии Ђпр€могої хонинговани€ нет, иначе вложенных денег в скором будущем не вернуть. ƒа и после того, как станок уже окупилс€, хотелось бы зарабатывать Ђпобольше и побыстрееї. ќбычно так и делают, не особо вдава€сь в аспекты качества ремонта блоков.
≈стественно, ремонт блоков с предварительной расточкой Ч процесс более долгий, его производительность ниже, по меньшей мере, процентов на 30Ч40. Ќо именно при такой, более Ђправильнойї, технологии ремонта блоков отечественные станки станов€тс€ вполне достойными конкурентами именитым Ђиностранцамї. ¬ первую очередь, по качеству ремонта и по окупаемости Ч ведь их цена раз в 5Ч10 ниже, чем Ђсреднеимпортногої станка. ¬ то же врем€ нельз€ не отметить, что импортный станок Ч это удобство в работе, высока€ надежность и долговечность, с чем любому из Ђнашихї трудно т€гатьс€.

’онингование и хонингование

ѕровод€ сравнительный анализ достоинств и недостатков различных станков, мы нашли существенные различи€ там, где, казалось бы, никакой разницы не должно быть Ч в конечном результате, в микропрофиле поверхности после обработки. ƒаже учитыва€ то, что сам хонинговальный инструмент (хонголовки и абразивные бруски) во всех случа€х одинаков.
–езультат очень интересный и заслуживает подробного описани€. ћногие из эксплуатируемых в –оссии иностранных станков оснащены кривошипно-шатунным приводом вертикальной подачи шпиндел€ и хонголовки. „исло оборотов шпиндел€ Ч величина посто€нна€, запомним это.
ѕопробуем св€зать скорость подачи шпиндел€ и его частоту вращени€ с помощью математического аппарата, учитыва€ при этом, что вертикальное перемещени€ шпиндел€ станка (h) зависит от угла поворота кривошипа (f). ¬ общем виде формула, позвол€юща€ приблизительно рассчитать вертикальное перемещение шпиндел€, выгл€дит так:
h = S/2 (1 Ч cos f) , (1)
где S Ч полный ход шпиндел€.
»з нее, после дифференцировани€ по времени, легко найти текущую скорость перемещени€ шпиндел€ v:
v = dh/dt = w S/2 sin f, (2)
-где w Ч углова€ скорость вращени€ кривошипа.
ќчевидно, скорость перемещени€ шпиндел€ измен€етс€ по синусоидальному закону и достигает своего максимума (v max = w S/2) в середине полного хода шпиндел€ (h = S/2). —амо же уравнение (2) приобретает следующий вид:
v = vmax sin f. (3)
»з формулы (1) следует, что
cos f = 1Ч2 h/S . (4)
ќтсюда, вспомнив, что sin2 f+cos2 f=1, выводим значение синуса угла поворота кривошипа:
sin f = 2 (h/S (1 Ч h/S)) (5)
“огда формула (3), св€зывающа€ текущую скорость перемещени€ шпиндел€ с его максимальной, приобретает вид:
v = 2 vmax (h/S (1 Ч h/S)) (6)
ѕутем таких преобразований мы сумели Ђизбавитьс€ї от угла поворота кривошипа, св€зав текущую скорость перемещени€ шпиндел€ с величиной его вертикального перемещени€.
ѕереведем дух и проанализируем смысл полученной формулы (6).
ќчевидно, что в верхнем и нижнем положени€х шпиндел€ скорость его перемещени€ v равна нулю и достигает своего максимума при h=S/2
„астота вращени€ шпиндел€ (пшп) посто€нна, но линейна€ скорость (u) хонинговального инструмента зависит от диаметра обрабатываемого цилиндра. Ёти величины св€заны следующим уравнением:
u = пDnmn , (7)
где D Ч диаметр цилиндра.
“огда угол хонинговани€ (а) находитс€ по следующей формуле:
a=arctg v/u ,
в которой значени€ скоростей v и u определ€ютс€ формулами (6) и (7).
ѕодставл€€ их, получаем:
a=2arctg v/u.
“аким образом, угол хонинговани€ (а) не остаетс€ посто€нным, а при указанных режимах хонинговани€ измен€етс€ от значени€, равного 0∞в крайних положени€х шпиндел€, до максимального Ч в середине его хода, где h=S.
„то это означает на практике? Ќа зеркало цилиндра нанос€т риски, расположенные не только под заданным углом хонинговани€: в верхней и нижней зонах цилиндра угол хонинговани€ меньше. ј это резко измен€ет результат Ч риски, пересекающиес€ под различными углами, разрушают поверхностный слой металла, а в месте их пересечени€ не образуетс€ идеальный микропрофиль поверхности. ƒругими словами, качество поверхности, м€гко говор€, не лучшее.

»деальный ћ» –ќѕ–ќ‘»Ћ№ наЕ отечественном станке

ѕоговорим теперь о результатах хонинговани€ с использованием отечественных станков.   примеру, довольно старый станок модели «√833 оснащен иным типом привода вертикальной подачи шпиндел€ Ч это реечный механизм с двум€ фрикционными электромагнитными муфтами. “ака€ конструкци€ обеспечивает посто€нную вертикальную скорость перемещени€ шпиндел€ и практически мгновенное изменение направлени€ его движени€ в крайних точках.
¬ такой конструкции линейна€ скорость инструмента и скорость перемещени€ шпиндел€ посто€нны:
u = const, v=const.
—ледовательно, и угол хонинговани€ не мен€ет своего значени€:
a=2arctg v/u = const .
Ўутка шуткой, а этот далеко не Ђсуперстанокї по сравнению с навороченными иностранными образцами позвол€ет получать почти идеальный микропрофиль поверхности Ч отличи€ видны даже невооруженным глазом.
 онечно, мы отдаем себе отчет, что конструктивное исполнение станка во многом оставл€ет желать лучшего: здесь специалисту средней квалификации уже не достаточно просто нажимать кнопки Ч необходим большой опыт и своего рода Ђчувствої станка и металла. ќдноко игра, по нашему мнению, стоит свеч Ч при сегодн€шней остроте конкуренции в области автосервисных услуг качество работы выходит на первый план. ’от€, конечно, встает законный вопрос: дает ли разница в микропрофил€х, полученных на отечественном и иностранном оборудовании, столь же ощутимую разницу в износе деталей и их ресурсе? ќтвет на него требует дополнительных исследований.


ƒругие наши статьи...



1. ƒл€ вертикальной подачи хонголовки во многих иностранных станках используютс€ разные Ђвариации на темуї кривошипно-шатунного механизма.






ќтечественный станок «√833 имеет реечный привод шпиндел€ и две фрикционный электромагнитные муфты изменени€ направлени€ подачи.




ѕри изменении скорости вертикальной подачи шпиндел€ угол хонинговани€ мен€ет свое значение, и риски в отдельных участках начинают пересекатьс€ под недопустимо малыми углами, что разрушает микроструктуру поверхности: а) станок с посто€нной скоростью вертикальной подачи хонголовки, б) станок с переменной скоростью вертикальной подачи хонголовки.




ѕоверхность цилиндра после хонинговани€ на отечественном станке с посто€нной скоростью подачи хонголовки (а) имеет более четкие риски, нежели после хонинговани€ на станке иностранного производства (б). «ернистость брусков в обоих случа€х одинакова и равна 100.




 ачество поверхности цилиндра прин€то оценивать с помощью кривой јббота (Abbot). Ёта крива€ показывает зависимость относительной площади микровпадин от их глубины. ѕри плосковершинном хонинговании поверхности выступов сглаживаютс€, и на микропрофиле зеркала цилиндра имеютс€ два вида шероховатостей: основна€ по впадинам и опорна€ по сглаженным выступам. ѕоэтому на кривой јббота имеетс€ перегиб. ¬ этой точке впадины основной шероховатости переход€т в опорную поверхность.
Ёкспериментально установлено, что площадь опорной поверхности должна составл€ть 50Ч80% всей площади цилиндра, а во впадинах должно удерживатьс€ не менее 0,02 мм3 масла на 1 см2 поверхности. ƒл€ лучшего удержани€ масла впадины основной шероховатости должны иметь не только необходимую глубину (около 10 мкм), но и определенный угол раскрыти€.
¬се эти параметры рассчитываютс€ по кривой јббота, котора€, в свою очередь, строитс€ по профилограммам поверхности. ѕри этом микропрофиль поверхности цилиндра, описываемый кривой јббота, зависит от характеристик примен€емых абразивных брусков и режимов хонинговани€, в том числе от частоты вращени€ хонголовки, скорости ее вертикальной
подачи, давлени€ брусков на стенки, а также свойств и количества смазки, подаваемой в зону хонинговани€.





—ћ÷ "јЅ-»нжиниринг"© 2001. ¬се права защищены