Выбор материала для поршня двигателя внутреннего сгорания, работающего при температурах до 600 градусов

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 06 Октября 2009 в 19:16, Не определен

Описание работы

Работа заключается в подборке поршня в двигателе внутреннего сгорания ,работающего при температуре до 600 градусов

Файлы: 1 файл

курсовая поршни.docx

— 42.22 Кб (Скачать файл)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ 

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ВОРОНЕЖСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ГОУВПО  «ВГТУ») 

Физико-технический  факультет

Кафедра материаловедения и физики металлов 
 

КУРСОВАЯ  РАБОТА 

по дисциплине «Физическое материаловедение» 

      Тема «Выбор материала для поршня двигателя внутреннего сгорания, работающего при температурах до  С»

 
 
 

Расчетно-пояснительная  записка 

Разработал(а) студент(ка)                                                               И.В.Кузнецова

                                                                              Подпись, дата                                  Инициалы, фамилия

Руководитель                                                                                      Д.Г.Жиляков

                                                                                Подпись, дата                                Инициалы, фамилия

Члены комиссии                          _______________________________________

                                                                             Подпись, дата                                    Инициалы, фамилия

                                                   _______________________________________

                                                                             Подпись, дата                                    Инициалы, фамилия

Нормоконтролер                          _________________________________________

                                                                              Подпись, дата                                    Инициалы, фамилия 

Защищена ___________________ Оценка _____________________________

                                                     дата 
 
 
 
 
 

2009

ГОУ ВПО  Воронежский государственный технический  университет

     Кафедра материаловедения и физики металлов 

     Задание на курсовую работу

     Выбрать материал для поршней двигателей внутреннего сгорания, работающих при температурах до С

     В содержании курсовой работе по обоснованному выбору материала для указанного изделия должны быть отражены следующие этапы:

     1 Анализ условий работы материала  в изделии и комплекс технических  требований к нему.

     2 Поиск и обоснование выбора  материала на основе заданных  параметров прочности и пластичности.

     3 Выбор методов и оборудования  для определения структуры и  свойств, контроля качества термообработки.

     4 Установление режимов при термообработке, обеспечивающих достижение заданных  свойств.

     5 Анализ возможных дефектов при термообработке и способы их предотвращения или устранения.

     6 Оценка показателей (технических,  технологических, эксплуатационных  и др.) выбранного материала. 
 
 

Руководитель                                                                                           Д.Г.Жиляков

                                                                Подпись, дата                         Инициалы, фамилия

Задание приняла студентка                                                                            И.В.Кузнецова                                                                  

                                                                                 Подпись, дата                        Инициалы, фамилия

Дата выдачи задания       _______________________________________________________

Дата сдачи  курсовой работы ___________________________________________________

Дата  защиты_________________________________________________________

 

     Замечания руководителя 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  Содержание 

Задание на курсовую работу                      2

Замечания руководителя                                                                                             3

Введение                        5

1 Анализ условий работы материала и комплекс технических требований

к нему                6

2 Поиск и обоснованный выбор материала на основе заданных параметров     8

3 Выбор методов и оборудования для определения структуры и свойств

материала                                                                                        12

4 Установление режимов термообработки, ТМО, обеспечивающих

достижение заданных свойств                      14

5 Анализ возможных дефектов при термообработке и способы их

предотвращения  или устранения                   16

6 Оценка показателей выбранного металла                 18

Заключение                       19

Список литературы            20 
 
 
 
 

       
 
 
 
 
 
 
 

     Введение  

     Выбор материала для производства определенных деталей, а также метод их упрочнения, определяются в первую очередь условиями  работы деталей, величиной и характером напряжений, возникающих в процессе эксплуатации, а также размерами  и формами деталей. Для определения  механических свойств материалов проводят механические испытания, которые с  наибольшей полнотой будут характеризовать  надежность работы соответствующих  изделий в заданных условиях службы.

     Курсовая  работа связана с практической проблемой выбора материала, способа его обработки и контроля качества на всех этапах. Выполнение этой задачи не только закрепит полученные теоретические знания, но и поможет приобрести практические навыки.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     1 Анализ условий работы материала и комплекс технических требований к нему

          

           Поршень - в двигателе внутреннего сгорания - деталь, предназначенная для циклического восприятия давления расширяющихся газов и преобразования его в поступательное механическое движение, воспринимаемое далее кривошипно-шатунным механизмом. Как правило, оснащён поршневыми кольцами для улучшения герметичности системы цилиндр - поршень. В поршневых компрессорах для воздуха, фреона или другого газа его роль прямо противоположная - приводимый в движение кривошипно-шатунным механизмом, поршень сжимает газ, поступивший в камеру на этапе впуска газа.

        Сложная конфигурация поршня, быстро меняющиеся по величине и направлению тепловые потоки, воздействующие на его элементы, приводят к неравномерному распределению температур по его объему и, как следствие, к значительным переменным по времени локальным термическим напряжениям и деформациям.

Во-первых поршень, перемещаясь в цилиндре, позволяет расширяться сжатым газам, продукту горения топлива, и совершать механическую работу. Следовательно, он должен сопротивляться высокой температуре, давлению газов и надежно уплотнять канал цилиндра. Во-вторых , представляя собой вместе с цилиндром и поршневыми кольцами линейный подшипник скольжения, он должен наилучшим образом отвечать требованиям пары трения с целью минимизировать механические потери и, как следствие, износ. В-третьих, испытывая нагрузки со стороны камеры сгорания и реакцию от шатуна, он должен выдерживать механическое воздействие. В-четвертых, совершая возвратно-поступательное движение с высокой скоростью, должен как можно меньше нагружать кривошипно-шатунный механизм инерционными силами.

         Существенным моментом в конструкции, как мы выяснили, является материал, из которого поршень изготовлен.

          К материалам, применяемым для изготовления поршней автотракторных двигателей, предъявляются следующие требования: высокая механическая прочность; малая плотность; хорошая теплопроводность; малый коэффициент линейного расширения; высокая коррозионная стойкость; хорошие антифрикционные свойства[1]. 
 
 
 
 

             
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       2 Поиск и обоснованный выбор материала на основе заданных параметров 

             Из анализа условий работы детали и комплекса требований к нему, а также его экономических показателей известно, что для изготовления поршней в настоящее время в основном используют алюминиевые сплавы, реже серый чугун, а также композиционные материалы, и в отдельных случаях стали.

       Рассмотрим в качестве возможного материала следующие марки сплавов: Д16 , АК4-1,СЧ-45, 20Х3МВФ, 03Н18К9М5Т                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     

     Химический состав данных сплавов указан в таблицах 1,2 и 3

Таблица 1.Химический состав алюминиевых сплавов

  Сплав                Содержание элементов в %
      Сu      Mg    Mn  Si  Fe  Ni Zn      Ti
   Д16 3,8-4,5 1,2-1,8 0,3-0,9   0,5 0,5 0,1 0,3 0,1
  АК4-1 1,9-2,5 1,4-1,8   0,35 0,8-1,3 0,8-0,3 0,3 0,02-0,1

Информация о работе Выбор материала для поршня двигателя внутреннего сгорания, работающего при температурах до 600 градусов