活塞销活塞装配（精选10篇）
活塞销活塞装配 篇1
柴油机构造复杂, 零件多、体积大, 正确地拆装是非常重要的。它不仅直接影响机器的修理质量, 也是提高工效、降低成本、缩短机器修理时间的重要环节。如果不予以足够的重视, 在拆装过程中会造成零部件的进一步损伤和变形, 甚至无法修复。这里我们主要介绍活塞连杆组件的装配要点。
1. 活塞环安装注意事项
(1) 安装前, 检查确认活塞环端间隙、边间隙是否符合技术要求。
(2) 旧环安装时, 按原缸号、原顺序装入环槽。
(3) 活塞环向活塞上安装时, 应采用专用工具。若无专用工具, 可用细铁丝做一个环扣, 扣着张口处, 使环口张开后装入。活塞环张口不要过大, 以免活塞环受损伤, 在运转中折断。活塞环装入环槽后, 应能靠自重在槽内滑动。
(4) 安装时先装油环后装气环, 第一道装镀铬桶面环或镀铬矩形断面环。第二、三道装锥面环, 注意将有“上”字标注的一面朝向气缸盖。若为内缘带切槽的扭曲环, 则应使切槽朝上;若外缘有切槽, 则朝下安装。第四道中装螺旋弹簧内衬式油环, 安装时先将弹簧从接头处拉开, 放进活塞环槽内, 插入接头, 再装铸铁环体, 倒角面朝上, 开口应在弹簧接头对面。
(5) 各环开口应相互错开90°~120°, 且开口位置应避开活塞销孔及其垂直方向和喷油方向。
(6) 活塞环安装后, 环应能在环槽中自由转动, 凭环自重落入槽内支承面, 各运动部位要加润滑油。
2. 连杆铜套安装注意事项
安装连杆铜套时应注意以下几点:
(1) 用压力机或台虎钳压入时要放正, 用力要均匀, 防止压偏。
(2) 铜套、连杆和压力机或台虎钳之间要垫上铜板或硬木板, 以防损坏连杆孔和铜套。
(3) 铜套上的油槽、油孔, 应与连杆上的油孔对正。
3. 连杆铜套铰削注意事项
(1) 由于压入铜套时会引起不同程度的鼓状变形, 在开始对刀时以能吃上刀为准。如吃刀过大, 可能引起铰偏, 吃刀不匀等现象。
(2) 吃刀量调节时每次不要过大, 每次调1/6~1/4圈为宜, 调好后要注意定位。每调一次, 可不同方向各铰一次, 每次要铰到头。
(3) 铰削中要勤试验、勤检查 (涂上机油的活塞销用姆指的力量能推进为宜) , 以防铰大。
4. 活塞销安装注意事项
小型拖拉机柴油机的活塞销为浮动式活塞销, 冷态时活塞销与连杆小头衬套有间隙能自由转动, 但销与销座孔是过渡配合不能转动;当柴油机工作后, 受热的活塞销在销座孔内缓慢转动, 使磨损减小且均匀。为防止活塞销的轴向窜动损坏缸套, 活塞销座孔两端挡圈槽内装有弹簧挡圈, 以固定活塞销的轴向位置。安装活塞销采用加热方法:
(1) 将活塞放在水中或机油中, 均匀加热到80~100℃, 煮沸5~10 min。
(2) 将一个活塞销挡圈装入活塞销座孔中的挡圈槽内。
(3) 将活塞销表面涂上润滑油, 在活塞销座孔不装卡簧的一端用手迅速推入活塞销座, 穿过连杆衬套, 并使活塞顶燃烧室铲式凹坑形顶尖与连杆小头上的油孔在同一方向, 保证机油进入衬套内润滑衬套和活塞销。
(4) 将另一个挡圈装入销座孔中。待冷却后, 活塞与销轴应紧固, 然后测量活塞裙部尺寸, 与装活塞销前比较, 变形量不得大于0.015 mm。大型活塞与销轴紧度较大, 安装时可用手锤轻击活塞销, 力求快速装入。装入活塞销后活塞裙部变形也不得大于0.02 mm。如果变形量超过规定时, 必须压出活塞销, 铰削销孔后重装。活塞变形将改变活塞与气缸套的配合间隙, 尤其是配合间隙小对发动机影响很大, 装配时必须注意。
5. 活塞连杆组组装注意事项
(1) 将零件清洗干净, 在气缸套、活塞、活塞环、活塞销、连杆轴瓦、连杆轴颈等摩擦面涂一薄层清洁润滑油。
(2) 同一台发动机上的连杆重量差不应大于20~30 g, 活塞的重量差不应大于7~15 g;选配后的活塞连杆组的重量差不应大于50 g。
(3) 活塞顶部的分组号应与气缸套分组号一致, 以保证准确的配合间隙。各连杆盖应按原厂的配对号装配, 不得互换。
(4) 活塞与连杆组装时, 活塞顶部燃烧室的位置应与气缸盖上的喷油器安装孔相对正。连杆位置按照习惯, 在连杆盖打有配对记号的一侧应朝向偏心轴。
(5) 使曲轴转到上止点位置, 然后用专用工具或铁皮夹圈夹紧活塞环, 并用干净的木棒将活塞连杆组轻轻推入气缸, 直至连杆大头接触曲轴轴颈。然后一边慢慢转动曲轴, 一边推动活塞, 并使曲轴位于下止点位置。
(6) 将连杆轴颈和连杆轴瓦清洗干净并涂一薄层清洁润滑油, 装合连杆盖时注意连杆大头的配对记号。
(7) 将连杆螺栓沾少许润滑油旋入螺孔。按规定扭矩紧固连杆螺栓, 旋转曲轴时无卡滞现象。连杆螺母锁紧可靠。在拧紧过程中和拧紧后, 应转动飞轮, 检查是否转动灵活, 最后用两段φ1.8 mm的镀锌铁丝成“8”字形将两连杆螺栓锁紧。
活塞销活塞装配 篇2
活塞的数控加工工艺【1】
摘要：本文通过对活塞数控加工的装夹方案、加工顺序、刀具选择和切削用量等方面的工艺分析，探讨提高其批量生产效率的途径，对同类型的零件加工具有参考意义。
Abstract： Through the technology analysis on the clamping scheme， order processing， cutting tool selection and cutting dosage and other aspects， this paper discusses the ways to improve the efficiency of the mass production. That has reference significance for the similar parts processing.
关键词：数控;活塞;加工工艺
0 引言
数控机床是一种技术密集度及自动化程度很高的机电一体化加工设备，是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密机械等高新技术的产物。
本文就活塞在数控机床中的加工工艺问题进行探讨，该活塞零件属新研发的产品，在论文数据库中未能搜索到相关的加工工艺方法。
活塞所用的材料为PA6(尼龙6)，其机械减振能力好、加工性能好，但在机械加工中容易发生热变形，从而影响尺寸精度。
接到该批量零件加工之前，笔者曾给企业打过样板，两种不同型号(尺寸)的活塞的各一件，难点主要是最后一道工序――钻端面两对称圆柱孔(2×Ф5孔深20)，由于孔与螺旋槽位置角度要求为50°、55°，当时利用分度盘装夹，直接在普通立钻上加工，过程中耗费大量的对刀调整时间，效率很低，如果是中小批量生产，该方法在现代化生产大潮中没有竞争。
鉴于此，必须探索出可以提高批量化生产效率的工艺方法。
1 活塞的数控加工工艺制订
1.1 零件图样工艺分析
如图1所示，该工件材料是PA6(尼龙6)，尼龙6吸湿性强，所以加工时不能使用切削液，可使用风冷。
工件由外圆柱面、内圆柱面、圆周槽、螺旋通槽(2个)、端面圆柱孔(2个)等轮廓组成。
加工数量为1000件，属中小批量生产，前期先加工1件，送检合格后，安排批量生产。
零件的尺寸标注基准(对称轴线、大端面、各孔中心线)较统一，且无封闭尺寸;构成零件轮廓形状的各几何元素条件充分，无相互矛盾之处，有利于编程。
该零件的外圆、圆槽、内孔等部位的形状、位置尺寸公差为0.1mm或0.2mm，加工精度易保证;难点主要集中在两对称螺旋槽的加工，尺寸精度为17■■，其次是端面两对称圆柱孔(2×Ф5孔深20)与螺旋槽的位置角度50°、55°，必须设计专用夹具装夹零件，才可保证批量生产要求，该专用夹具的设计是整个零件各工序加工中的难点。
内外未标注表面粗糙度Ra为1.6μm。
1.2 装夹方案的确定
该零件的加工需使用三种夹具，四次装夹，其中外形车削部分使用传统三爪卡盘，左右调头，装夹两次。
螺旋槽的铣削采用四轴加工中心，使用包容式的气动三爪卡盘(图2)装夹，提高装卸工件的效率，减少夹紧变形。
端面两对称圆柱孔(2×Ф5孔深20)的加工采用数控铣床，设计专用夹具装夹(图3)。
该角度定位装置，共限制了工件三个不定度，X、Z轴的平移和Z轴的旋转。
圆柱销，限制了工件Z轴旋转的不定度，保证了Ф5孔相对于螺旋槽的50°、55°角度位置，圆柱销采用的是可调可换设计，可以根据不同型号尺寸的活塞进行灵活更换和调整高度。
燕尾槽插销与端面定位板上的燕尾槽间隙配合，保证了角度定位装置的稳定性。
端面定位板是由一个大平面和一个R61的`圆弧侧面进行定位的，大平面限制了工件Z轴平移和X、Y轴旋转共三个不定度，R61的圆弧侧面限制了Y方向平移的不定度。
通过以上两个定位元件，实现活塞的完全定位。
以上两个定位元件可采用硬铝材料，方便制作。
夹具体(基础板)的尺寸根据数控铣床工件台加工范围进行设计，争取尽可能大的尺寸，满足夹具一次性装夹几个零件，提高生产率的要求。
端面定位板设计成一字排开，螺旋夹紧装置更换成气动夹紧装置，每个零件对应一个角度定位装置，装置的动力由侧向安装的气缸提供。
1.3 确定加工顺序和进给路线
加工内容包括：车两端面、车外圆柱、切槽、车内孔、铣螺旋槽、端面钻孔。
根据以上所述的加工内容，所需的加工方法有：车削、铣削、钻削。
加工顺序如下：
①粗车精车Φ90■■端。
第一步用三爪卡盘装夹，用刀尖角为R2外圆车刀加工端面、Φ90■■外圆，用Ф50钻头粗加工内孔，用内孔车刀精加工Φ54■■内孔和Φ84■■孔深10台阶。
既有外形又有内孔的位置建议采用“内外交叉”原则安排加工顺序――先粗加外形，接着粗加工内孔，再精加工外形，最后精加工内孔。
②粗车精车Φ122■■端。
第二步用三爪卡盘装夹已加工外圆Φ90■■端，为了不夹伤已加工表面，可使用Φ91的钢夹套套到Φ90■■外圆上，再使用三爪卡盘。
先用外圆刀粗精加工端面和Φ122■■外圆，接着用内孔车刀加工端面Φ45孔，最后用切槽刀(单边斜角为5°)加工宽6mm深3.5±0.1mm的槽。
③加工17■■mm的螺旋通槽。
第三步用加长杆的三爪卡盘装夹Φ122■■端，用两刃Φ17键槽铣刀加工两个螺旋通槽。
键槽铣刀可轴向进刀，轴向进给到分层深度3mm后再XY方向走刀加工。
考虑到加长杆的三爪卡盘卡爪与工件的接触长度短，所以分层以减小切削力，保证加工质量。
④加工Φ5深20的两小孔。
第四步用专用夹具装夹Φ122■■端，用Φ5麻花钻加工深20mm的两小孔。
1.4 刀具的选择和切削用量
根据以上所述的加工顺序，所需的加工方法有：车削、铣削、钻削和倒角等。
根据不同的加工方法，选择的刀具和切削参数如表1。
2 结束语
数控机床具有加工精度高、自动化生产、效率高等特点。
本文先对活塞零件图进行了分析，接着根据零件加工的内容和难点，选择合适的装夹方案，其中Φ5端面孔的加工是整个零件加工的难点，文中对该工序加工所用的专用夹具进行设计，实现多个零件的完全定位，夹紧元件采用了效率高、稳定性好的气动夹紧装置，有效地保证了加工质量，提高了加工效率。
事实证明，单件生产(打样板)和批量生产的工艺方法会有很大不同，在批量化生产中，针对某道工序设计和使用专用夹具，可以保证产品的一致性，大大缩短装卸工件的辅助时间，生产率是单件生产工艺方法的几倍，甚至十几倍。
当然，本文并未能解决该零件多次装夹，耗费时间，提高夹具设计的成本等问题。
在未来数控加工的领域里，利用多轴加工，减少装夹次数是一个发展方向。
参考文献：
[1]韩鸿鸾.数控加工工艺学[M].北京：中国劳动社会保障出版社，.
[2]钱可强.机械制图[M].北京：中国劳动社会保障出版社，.
[3]刘学强.浅谈活塞数控加工[J].内燃机与动力装置，(06).
活塞杆加工工艺方法【2】
【摘 要】俗话说车工怕杆，意思是说车工加工细长杆类零件时很不容易达到技术要求，一个是尺寸公差很难保证，另一个是杆类零件加工后是弯曲的。
往复式压缩机的活塞杆就是这种典型的细长杆类零件，尤其是采用液压连接的活塞杆，长径比较大，加工难度较大，出现弯曲杆的可能性随之增高。
如果将一根弯曲的活塞杆安装在压缩机上，那么活塞杆在往复运动中是跳动的，填料函中的密封环就会随着活塞杆的跳动而跳动，从而导致气体无法密封而大量外泄。
同时，活塞杆的跳动也将引起整台机组的振动，从而使设备无法安全运行。
因此，尺寸公差及形位公差完全合格的活塞杆是往复式压缩机正常运转的首要条件之一。
【关键词】活塞杆 加工方法 压缩机 公差
1引言
怎样才能生产出合格的活塞杆呢?下面就活塞杆产生弯曲的原因进行分析，总结出对活塞杆加工有影响的几点要素。
2切削力的分析
2.1总切削力F
在切削过程中，为了克服金属材料的变形抗力以及摩擦阻力，刀具必须受到一个作用力F，称之为总切削力。
由于总切削力的方向及大小会随着切削条件的变化而变化，故应将总切削力分解成以下几个既定方向的分切削力。
2.2主切削力Fc
主切削力Fc是总切削力沿主运动方向的分力。
在切削加工中，所消耗功最多，所以它是计算机床功率、刀杆、刀片强度以及夹具设计、选择切削用量的主要依据。
2.3给力Ff
进给力Ff是总切削力沿进给运动方向的分力。
车外圆时，它作用在进给机构上，是设计计算进给机构强度的依据。
2.4背向力Fp
背向力Fp是总切削力沿工作平面垂直方向的分力。
车外圆时，背向力使工件弯曲变形或振动，对加工表面质量影响极大，所以在加工杆类零件时应尽可能设法减少背向力Fp。
3影响切削力的因素
3.1工件材料
工件材料的硬度或强度越高，切削力越大。
工件材料的塑型或韧性越好，变形抗力和摩擦阻力大，切削力也越大。
3.2切削量
切削量取决于切削速度和进给量以及背吃刀量，切削速度是通过影响切削变形程度来影响切削力的，切削变形大，则切削力增大。
进给量和背吃刀量增大，分别使切削宽度和切削厚度增大，切削层面积也增大所以变形抗力和摩擦阻力也增大，则切削力也就随之增大。
但是两者影响程度不同，当背吃刀量增大一倍时，主切削力也增大一倍，但当进给量增大一倍时，主切削力只增大75%～90%。
3.3刀具的因素
前角增大，切削变形减少，切削力也减少，并且前角对进给力及背向力的影响比对主切削力的影响大。
主偏角与副偏角主要影响三个切削分力的大小和比例关系。
在刀具图弧半径为零时，增大主偏角可减少主切削力，同时可使背向力减少，进给力增大。
同理，增大副偏角也可使背向力减少，有利减小工艺系统的弹性变形和振动。
4选择合适的刀具角是加工活塞杆的关键
通过上面的分析，我们知道选择合适的刀具角度对活塞杆加工至关重要，减少背向力是加工细长杆类的关键，下图说明一下车刀的角度及作用。
4.1主偏角Kr
主偏角Kr是主切削平面与假定工作排平面间的夹角，其作用是改变切削力和刀头的受力情况和散热条件。
当主偏角Kr等于90°左右时，背向力趋近零，也就是说明我们在加工杆类零件时将车刀的主偏角取90°左右，对减少零件的弯曲度是有利的。
4.2副偏角K’r
副偏角K’r是副切削平面与假定平面间的夹角。
其作用是减少副切削刃与工件已加工表面间的摩擦，但是副偏角也不要取的太大，因为副偏角过大会降低刀具的强度。
4.3刀尖角εγ
刀尖角εγ是主、副切削平面间的夹角。
刀尖角的大小可以用下式计算εγ=180°-(Kr+ K’r)，刀尖角的大小影响刀尖处的强度和散热面积。
4.4刃倾角λs
刃倾角λs是主切削刃与基面间的夹角。
以基面为基准，当主切削刃在选定点以后的部分位于基面之上时，规定刃倾角小于0°，当主切削刃位于基面上时，刃倾角等于0°。
4.5前角r0
前角与基面间的夹角为前角r0，以基面为基准，当前面在基面之上时，规定前角小
于0°，当前面在基面之下时，规定前角大于0°，当前面和基面重合时，前角等于0°。
增大前角能使刃口锋利，减少切削变形，减少切削力，并使切削容易排出。
但使前角增大会降低刀头强度。
4.6后角α0
后角α0是后面与切削平面间的夹角，后角能减少后面与工件之间的摩擦。
后角愈大，切削刃愈锋利，但影响刀头强度。
(如图1)
5保证活塞杆中心孔的同轴度
保证活塞杆两端中心孔的同轴度是活塞杆加工的关键所在。
因为活塞杆的加工工序较多，而中心孔是各道工序周转中的定位尺寸。
如果活塞杆两端的中心孔不在同一轴线上，那么在各道工序周转时由于装夹用力的差异，活塞杆各外圆面就会造成微小的变动，活塞杆的加工质量会降低。
6中心架的调整
为防止活塞杆加工时产生弯曲，都设置中心架，以克服背向力造成活塞杆弯曲。
需要注意中心架的夹固力的调整，使三个支承爪受力均匀，支承力大小要合适，过大会使摩擦力增大，过小时将起不到夹固的作用。
支承爪与工件接触处需要经常加油润滑，以防止拉毛工件及摩擦发热。
同时也应注意尾座顶尖的顶固力。
粗加工时可适当增大顶固力，以防工件脱落，精加工时顶固力要适当减小，以防顶弯活塞杆。
参考文献：
[1] 顾崇.《机械制造工艺学》.陕西科学技术出版社，1994年6月.
[2] 张帆.《机械精度设计与检测》. 陕西科学技术出版社，5月.
[3] 李益民.《机械制造工艺设计简明手册》. 机械工业出版社，10月.
[4] 艾兴.《切削用量简明手册》. 机械工业出版社，3月.
[5] 徐鸿本.《机床夹具设计手册》. 辽宁科学技术出版社，10月.
活塞销活塞装配 篇3
【关键词】怠速；敲缸；噪声；活塞偏心量；连杆大头油孔；活塞冷却喷嘴
Affect the amount of eccentricity piston， connecting rod and piston cooling nozzles bulk hole knocking noise on idle
Zhang Xin
（Hebei Zhicheng Construction Co.， Ltd Handan Hebei 056000）
【Abstract】By studying the idle noise of a supercharged engine knock， summed up the noise classification system piston assembly， piston eccentric amount of research， the impact of the connecting rod and piston cooling nozzle hole knock on idle noise.
【Key words】Idle； knock；Noise；Piston eccentric amount；Connecting rod hole；Piston cooling nozzles
1. 前言
（1）随着能源与污染问题的日益严重以及排放法规的逐渐严格，近年来增压发动机已经得到了广泛应用。进气增压有效地提高了发动机的进气量、功率、扭矩以及燃油热效率，但是随着进气量和进气压力的增加，发动机的燃烧压力大幅度提高，活塞总成所受气体力越来越大，在上下止点换向时所受的侧向力也急剧增大，极易产生敲缸噪声。同时，燃烧压力的增加和燃烧温度的提高对活塞的冷却也提出了更高的要求，而活塞冷却喷嘴作为低成本的最有效的活塞冷却方式被广泛应用于增压发动机。尽管增压发动机对于燃油消耗的改善起到了积极作用，但是由燃烧压力和温度提高导致的噪声以及冷却问题也亟待优化。怠速噪声产生的原因复杂，涉及的零件多，包括活塞、活塞销、连杆、缸体、冷却喷嘴等。
（2）国内外对活塞总成本身结构导致的噪声研究很多：文献[1]阐述了产生活塞销与连杆小头敲击噪声的两种机制，即由于活塞销与连杆小头间隙过大以及连杆小头圆度、圆柱度等不当引起的噪声；文献[2]对活塞以及活塞销产生的所有噪声进行了较全面的研究和归类；但是到目前为止，鲜有文献报道冷却喷嘴以及油膜形成对活塞系统噪声的影响，仅Yasuo Miura等人通过特殊的试验装置精确控制活塞与缸壁之间的润滑油量，研究了润滑油量对活塞敲缸噪声的影响[3]。
（3）本研究通过对某增压发动机的研究，明确了活塞偏心量、连杆大头油孔以及冷却喷嘴对怠速敲缸噪声的影响。
2. 活塞系统噪声分类
一般活塞系统的噪声主要包括活塞销与连杆小头撞击产生的噪声、活塞次推力面敲击缸壁产生的噪声、活塞主推力面敲击缸壁产生的噪声。不同噪声产生的示意见图1。
2.1 活塞销与连杆小头撞击噪声。
（1）活塞销与连杆小头撞击产生的噪声一般称为Ticking，活塞销Ticking是活塞销在压缩行程上止点附近时，撞击连杆小头产生，一般发生在转速为600～1000r/min，怠速无负荷情况下，对应的曲轴转角为压缩上止点前30。。一般倒拖工况下也存在该噪声，并且该噪声对温度很敏感，冷起动时最明显。
（2）活塞销Ticking产生原因主要是由于活塞销与连杆小头的配合间隙过大或者二者间的润滑不足，油膜厚度不足。
2.2 活塞次推力面敲缸噪声。
（1）活塞次推力面敲击缸壁产生的噪声称为Rattling，一般是指活塞头部或者裙部在压缩上止点前由于惯性力作用由主推力面接触缸壁转换到次推力面接触缸壁，转换时横向撞击缸壁导致。图2示出了活塞推力面敲击缸壁噪声发生时刻。通过图2有限元动力学分析也可以看到，活塞次推力面敲击缸壁的侧向力在压缩上止点前达到最大，此时极易导致次推力面敲击缸壁产生噪声。
（2）Rattling异响基本发生在冷机、中低负荷且转速高于2500 r/min时。通过在缸体上安装加速传感器测量缸壁加速度信号，可知Rattling基本发生在点火上止点前150到点火上止点后50。
2.3 活塞主推力面敲缸噪声。
（1）活塞主推力面敲击缸壁产生的噪声称为Crocking或者Slapping，一般是指点火上止点后近活塞裙部在气体力的作用下，活塞所受侧向气体力从次推力面转向主推力面，导致活塞绕裙部旋转，主推力面侧向敲击缸壁造成。点火后，缸压急剧增大，活塞换向所受的侧向力很大，活塞敲击缸壁的噪声很大，这是活塞敲缸的主要关注点。通过图2有限元动力学分析也可以看到，活塞主推力面敲击缸壁的侧向力在点火上止点后达到最大，此时极易导致主推力面敲击缸壁产生噪声[4]。
（2）Crocking声音比较低沉，一般发生在转速低于2000 r/min时。通过在缸体上安装加速传感器测量到的缸壁加速度信号，可以看出Crocking基本发生在点火上止点后10°～25°。
3. 发动机参数及噪声确认
柴油机活塞组件装配要点 篇4
1. 活塞的选配
(1) 在同一系列发动机中, 其活塞的结构不一定相同, 因此在选购活塞时, 必须根据发动机的类型选用对应类型的活塞。在同一台发动机上, 应选用同一厂牌、同一组或同一产品代号的活塞;同一机型必须使用同一产品代号的活塞, 保证活塞直径差和质量差不超过原厂规定范围。同一组活塞的直径差, 不得大于0.25 mm, 重量差不大于8 g。否则, 会引起发动机燃烧不良, 工作粗暴, 经济性和动力性下降等故障。因此在选配活塞时, 必须根据发动机的类型选用对应型号的活塞。
(2) 活塞的选配按气缸的修理尺寸确定。通常加大尺寸数字标注在活塞顶面上, 如0.25, 0.50, 0.75, 1.00, 1.25, 1.50六级。活塞修理尺寸的加大是指比原来标准尺寸大些的意思。如活塞标准尺寸为101.60 mm, 加大0.50的活塞, 直径尺寸为102.10 mm, 加大用“+”表示。
(3) 检查活塞裙部与气缸的配合间隙。使用说明书中所说的活塞与气缸的装配间隙, 指的是活塞裙部椭圆断面长轴与气缸壁之间的间隙。冷态装配时在活塞与气缸壁之间必须留有适当的间隙, 为的是防止柴油机工作时活塞在气缸中受热膨胀而卡死。间隙过大, 则漏气严重, 柴油机工作无力, 启动困难, 燃烧气体大量泄漏到曲轴箱内, 使机油变质, 同时大量机油窜入燃烧室造成严重积碳。
(4) 测量检查活塞裙部与气缸的间隙是否在要求范围内, 常采用如下方法:一种方法是用千分尺测量活塞裙部规定的测量位置。将在此位置测得的数据与气缸磨损最大部位的测量值相减, 并用所得差值与配缸间隙值相比较, 即可确定该活塞可否使用。另一种是将活塞倒放入气缸套上部, 用厚薄规插入活塞裙部与气缸之间进行测量。测量时应注意将厚薄规插入垂直销孔的方向, 并使其深入到整个活塞裙部的长度内。
2. 活塞环的装配
(1) 安装活塞环最好使用专用工具安装。如装卸卡钳、锥型套筒等。这样可以避免因安装不当造成活塞环断裂、扭曲等现象。
(2) 内撑簧油环安装。注意同向倒角的油环应以倒角朝向燃烧室;内撑弹簧的开口应在环体开口对面。
(3) 活塞环的安装方向包括两个问题, 一是哪一面朝上;二是活塞环的开口位置如何确定。活塞环的安装方向不同, 其效果也截然不同, 装配时必须引起足够重视。国外发动机的活塞环在端面上都刻有向上的字样“UP”以及加大尺寸的数字, 我国有的发动机活塞环也带有标记。装配时, 标记的一面应朝上 (要按标记说明装配) 。如果没有标记, 应从环的断面形状来掌握:若活塞环的断面带有“内切口”的为第一道环, 安装时“切口面”朝上。活塞环的断面带有“外切口”的为第二道、第三道环, 安装时“切口面”应朝下。装反会导致发动机烧机油。
活塞环开口的位置确定, 如果四道环, 第一、二道环的开口方向应与活塞销中心线成45°, 并彼此错开180°, 第三、四道环与第一、二道成直角, 亦与活塞销中心线成45°, 并彼此错开180°。如果是三道环, 第一道环应与活塞销中心成45°, 其余各道彼此相隔120°。
3. 活塞销的装配
发动机大修时, 应更换活塞销。一般应选配标准尺寸活塞销。如需配修理尺寸的活塞销, 可按活塞销直径的加大量配铰活塞销座孔、连杆衬套。活塞销与销座孔的配合要求, 在常温下有微量过盈, 即用手掌的力量能将活塞销推进销孔1/2~1/3。活塞销与连杆衬套的配合要求, 在常温下有0.005~0.010 mm的微量间隙, 其接触面积在75%以上。装配时, 将活塞放入清水或机油中加热到75~85℃取出, 把连杆衬套孔与活塞销座孔对正 (此时应注意活塞与连杆的安装方向) , 在活塞销上涂以机油, 然后用拇指的力量将活塞销推入销孔。如用手推不动时, 切不可用手锤硬敲, 以免打坏活塞或使活塞变形。应找出原因, 重新铰削销孔, 直到合适为止。
活塞销装入活塞销孔后, 把锁环装在活塞的锁环槽内, 以防活塞销窜动, 锁环必须落槽, 否则在活塞工作过程中, 会因锁环脱落, 销子窜出, 造成“拉缸”, 甚至捣坏气缸体。
锁环装入槽内, 应与环槽贴合, 锁环与活塞销两端有空隙, 以保证柴油机工作中, 为活塞销受热膨胀留有余地, 不至于卡死。当锁环装入活塞销孔锁环槽内后, 应转动锁环看锁环是否转动灵活、轻松, 若不能转动, 或转动困难, 则锁环未落入锁环槽内, 此时应重新安装锁环, 直至落入卡簧槽内。
活塞销活塞装配 篇5
活塞式发动机排气喷管断裂故障分析
对某型无人机活塞式发动机发生断裂故障的.排气喷管进行了现场检查、断口分析及静力学分析,表明焊接质量不合格是导致故障发生的主要原因;提出了增加焊接点数、加大熔核尺寸、加强无损检测等排故措施.
作 者：邓海飞 汪卫华 DENG Hai-fei WANG Wei-hua 作者单位：炮兵学院,合肥,230031 刊 名：航空发动机 英文刊名：AEROENGINE 年，卷(期)： 34(2) 分类号：V2 关键词：活塞式发动机 无人机 排气喷管 断裂 故障分析发动机活塞连杆组的装配 篇6
1. 活塞环安装
活塞环的装配质量好坏对发动机工作影响很大。如果活塞环装配不当, 会引起发动机压缩无力, 启动困难, 功率不足。同时, 也会引起曲轴箱中的机油窜烧到燃烧室被烧掉, 使燃烧恶化, 排气冒蓝烟, 机油消耗量增加。因此, 正确安装活塞环意义很大。
(1) 活塞环装配前的检查
活塞环端隙的检验:将活塞环平放于磨好的气缸内, 用活塞顶部将活塞环推平, 然后用厚薄规插入开口处进行测量。若端隙大于规定, 则应另选一组活塞环;小于规定时, 可对环口的一端加以锉削。
活塞环边隙的检验:边隙即活塞环在环槽内的上下间隙。检查时, 将环放在环槽内滚动一周, 环应能自由地滚动, 既不松动又无阻滞现象, 用厚薄规测量应符合标准规定。边隙过大, 需重新更换;边隙过小, 可将活塞环放在平板的砂布上研磨。
活塞环的漏光度 (也称漏光间隙) 检查:是指活塞环必须与气缸壁配合良好, 以保证密封。选配活塞环 (特别对不搪缸只换环的发动机) 都应进行漏光检查, 漏光周长的多少, 将直接影响发动机的技术性能 (特别是初期的) 和缸壁的非正常磨损。
(2) 使用专用工具
活塞环材料的主要成分是铸铁, 其缺点是易折断, 装配不当易变形, 所以安装活塞环最好使用专用工具—活塞环涨钳。使用活塞环涨钳还可防止装配时拉伤活塞表面。使用时, 涨钳张口略大于活塞即可, 不可过度扩大, 超过活塞过多, 否则, 活塞环即使不断裂, 也会因操作不当出现变形。若不使用活塞环涨钳, 而用手将环一道一道地装入, 力度不易掌握, 很容易造成活塞环翘曲变形。
(3) 活塞环的安装顺序
活塞环的安装顺序是由下到上, 即先装油环, 再装气环。气环也是由下到上装。有方向要求的活塞环不要装错, 有“TOP”字样或其他记号的一面朝上, 不要装反, 否则将会烧机油, 使柴油机烟度增大。扭转环安装时, 内倒角向上, 外倒角向下。没有记号的活塞环和油环装配时不分上下。
(4) 活塞环的开口方向
活塞环安装时, 应注意使各环开口相互错开120°, 第1环的开口朝向排气管侧, 油环撑簧的对口处放在油环开口的对面。
(5) 活塞环装配后的检查
装配后的活塞环应用汽油或清洗剂清洗, 将活塞及环的表面涂上少量机油, 起到预润滑的作用, 用手转动各环应灵活无阻滞感。
2. 活塞销装配
装配活塞销时, 若感觉较紧切忌敲打, 应将活塞加热至100~120℃, 使活塞销孔受热膨胀, 将活塞销依次穿入活塞销孔—连杆小头铜套—活塞销孔, 用活塞销卡簧钳将卡簧放入槽内。将连杆小头在机油中加热, 在新衬套外表面涂上机油, 压入连杆小头, 衬套油孔和连杆小头油孔要对准。
常温下, 活塞销在连杆小头衬套孔中能轻松转动和移动, 而与销座孔之间紧密配合, 工作时才能相对运动。在活塞销一侧座孔内用尖嘴钳装上卡簧。锁环嵌入环槽的深度应为锁环直径的2/3, 且贴合牢靠, 锁环与活塞销两端应有间隙。
放置连杆小头时, 应使活塞顶上的箭头与连杆杆身上的标记在同一方向, 且朝向柴油机的前端。再装入另一边的卡簧。检查卡簧与活塞销间隙是否在0.1~0.25 mm之间。
3. 活塞连杆组装入气缸方法与注意事项
(1) 方法
(1) 将缸套表面、活塞连杆组等清洗干净, 将1缸曲柄转到下止点位置, 取1缸的活塞连杆总成, 在轴瓦、活塞环处加注少许机油, 转动各环使润滑油进入环槽, 并检验各环开口是否处于规定方位。
(2) 将连杆轴瓦装入连杆和连杆盖内, 注意方向和配对记号, 并将轴瓦背面定位唇与连杆大头孔切槽相对。
(3) 用夹具收紧各环, 将活塞连杆组装入气缸时, 使活塞顶部燃烧室凹坑或箭头对着喷油器方向, 用手引导连杆使其对准曲轴轴颈, 用木棰柄将活塞推入。
(2) 注意事项
(1) 同一台柴油机, 应装用同一质量组别的活塞和同一质量组别的连杆。当活塞损坏需要更换时, 除了零件图号要完全正确外, 还应注意活塞的质量分组标记, 其中有A、B、C、D、E 5种。此标记也在活塞顶部, 更换时应采用同一标记质量组别的活塞。
(2) 对于装有活塞冷却喷嘴的机型, 拆装活塞连杆组时, 不要撞击活塞冷却喷嘴。装好活塞环, 使各环开口错开120°, 并使开口错开活塞销座方向。
(3) 在安装连杆大头盖时, 应注意使连杆体与盖的相同标记位于同一侧, 并在定位面上涂上干净机油。
(4) 连杆螺栓拧入前, 应在螺纹部位涂上少许机油, 两只螺栓交替拧紧, 当力矩达不到规定时应更换螺栓。
装配活塞连杆组应注意的问题 篇7
1. 合理选定配缸间隙
所谓配缸间隙, 是指活塞与气缸壁之间的间隙, 通常用活塞裙部与销座轴线垂直方向上与气缸壁之间的间隙来表示。配缸间隙过小, 不能形成足够的油膜, 会出现“拉缸”现象;配缸间隙过大, 气缸密封不良, 会出现窜气、窜油现象, 还会出现“敲缸”现象。所以, 合理选定配缸间隙具有重要意义。
配缸间隙的大小直接影响发动机的使用寿命。各种型号的发动机, 其生产厂家都有严格规定的配缸间隙, 该间隙值的大小与活塞所用材料的膨胀系数和结构有关。
活塞的膨胀系数主要是由铝合金的成分决定的, 其中硅铝合金的膨胀系数最小, 所以应用最广泛。
为了限制销座处和裙部的变形, 铝合金活塞广泛采用在铸造时嵌入防胀钢片的办法, 即在活塞裙部或销座的两侧铸入膨胀系数较小的恒范钢片 (含镍33%~36%, 其线膨胀系数只有铸铝合金的1/10左右) 。
在活塞销座处铸入恒范钢片, 销座的膨胀对裙部不直接产生影响;在裙部铸入恒范钢片, 侧压力方向受到恒范钢片的牵制, 膨胀量大为减小。EQ6100-1型发动机就是采用这种结构, 其配缸间隙为0.03~0.05mm。
解放CA6102型发动机经过改变活塞材料成分并改进制造工艺, 使得其配缸间隙减小为0.015~0.035mm, 使用寿命提高了一倍。
由此可见, 选定配缸间隙应在原厂规定的基础上, 根据活塞所用材料的膨胀系数和活塞结构进行选择。如果不掌握所用活塞的性能, 加之在搪缸前不进行热处理, 必然会导致搪缸后因配缸间隙过小而“拉缸”、配缸间隙过大而“敲缸”等现象。
2. 搪缸前必须对活塞进行热处理定型
对活塞进行热处理的方法是, 将活塞置于机油中加热到180~200℃, 保温6~8h, 当油温下降后再进行搪缸。否则, 活塞在高温、高压的条件下工作会改变原有的几何形状和尺寸精度。
3. 活塞连杆组装入气缸前应做到三次测量缸壁间隙
第一次测量缸壁间隙是在搪缸竣工后进行自检, 以便对活塞进行分组选配, 其方法是用内径量缸表测出每一气缸上、中、下三个位置的横向直径并作记录, 再用外径千分尺测量活塞的最大直径, 然后根据该型号发动机的配缸间隙值对活塞进行分组选配, 并在活塞上打上缸号标记。
第二次测量缸壁间隙是在安装活塞销之前进行, 气缸搪磨完毕后, 对气缸体、活塞等零件进行清洗并干燥, 进行第二次配缸间隙的测量, 看与前一次测量的结果是否一致, 如不一致应重新进行分组选配。
第三次测量缸壁间隙是在装好活塞连杆组后进行, 在按照工艺要求装配活塞销后, 销座轴线方向的裙部直径会增大, 垂直于销座轴线方向的裙部直径会缩小, 使缸壁间隙发生不同程度的变化, 因此在装好活塞连杆组后要再测量一次配缸间隙, 其方法是用外径千分尺测量装配后的活塞变形量是否在允许范围内, 以把因选配或安装不当引起的隐患消灭在发动机投入运转之前。
测量时应做到以下几点:
①三次测量时的室温应尽量保持一致, 活塞、气缸体的温度应保持相同;
②厚薄规的厚度必须准确, 测量时的放置位置应统一并符合规定;
③注意保持活塞和气缸壁的清洁。
4. 按工艺要求装配活塞和活塞销
全浮式活塞销在发动机正常工作温度下, 活塞销与活塞销座、活塞销与连杆小头之间都是间隙配合。由于铝合金活塞的膨胀系数大, 钢活塞销的膨胀系数小, 所以常温下活塞销与活塞销座之间为过盈配合, 活塞销与连杆小头之间为间隙配合。
因此, 在装配活塞和活塞销时应进行加热, 其装配规范为:将活塞置于水或油中加热到80~90℃取出, 迅速擦拭干净;将活塞销涂以机油, 伸入一侧活塞销座孔, 并迅速通过连杆小头至另一侧座孔, 达到活塞的另一边缘, 再装上锁环。只有遵守热装配规范, 活塞销装入销座孔后, 活塞裙部的变形量才能控制在允许范围内。
以YC6105型柴油机为例, 将活塞放入水或油中加热到90℃后压入活塞销, 冷却后销座轴线方向的裙部直径增大0.025~0.035mm, 垂直于销座轴线方向的裙部直径缩小0.005~0.01mm, 这个变形量在允许范围内。
若在45~50℃的温度下压入活塞销, 冷却后销座轴线方向的裙部直径增大0.045~0.07mm, 垂直于销座轴线方向的裙部直径缩小0.02~0.03mm, 其变形量超出规定值。
若活塞不经加热, 在常温下直接安装活塞销, 会使先装入活塞销的座孔产生很大的压应力, 后装入活塞销的座孔产生很大的拉应力, 活塞变形极为严重。
后两种装配方法都会影响配缸间隙。所以, 要想得到理想的配缸间隙, 必须按照正确的工艺要求装配活塞和活塞销。
5. 活塞销与座孔的配合应符合技术要求
全浮式活塞销与座孔的配合, 对于汽油机来说, 在常温下应有微量的过盈, 其过盈量一般为0.0025~0.0075mm;当温度为70~80℃时, 又有微量的间隙, 活塞销能在座孔内自由转动, 但无间隙感, 二者之间的接触面积应在75%以上。对于柴油机来说, 要求在常温下为过渡配合, 允许有微量的间隙。
活塞销与座孔的上述配合要求一般是通过对销座孔的铰削来实现的。铰削时应根据活塞销的实际尺寸选择长刃铰刀, 以便能同时铰削两段销座, 从而保证两段销座孔的同轴度。
为了保证销孔铰削正直, 每调整一次铰刀, 都应从销座孔两个方向各铰削一次。每次铰削时, 当刀片下端面接近活塞下方销座孔时, 应压下活塞使它从铰刀下方退出, 以免铰偏和起棱。
经过修刮后的座孔, 活塞销应能以手掌的力量推入销座孔的1/2~2/3, 且接触面积达75%以上, 接触点应分布均匀, 轻重一致。
6. 活塞销与锁环的间隙及锁环装入环槽的深度应符合标准
为了防止活塞销轴向窜动, 在活塞销座孔两端各有一环槽, 用来安装锁环。活塞销的两端与锁环之间应有0.01~0.25mm的间隙, 如果间隙过大, 活塞销与锁环的撞击力过大;如果间隙过小, 发动机工作时活塞销受热膨胀, 会与锁环相互挤压, 当挤压力大到一定程度时, 会发生锁环滑脱或挤裂槽岸的现象。
当销座两端的环槽与销座孔不同心时, 同样会使锁环滑脱或挤坏槽岸, 从而造成“拉缸”现象。此外, 锁环装入环槽中的深度应不少于钢丝直径的2/3。
7. 防止磨料加剧缸壁的磨损
空气中的灰尘、润滑油中的机械杂质和发动机自身的磨屑进入缸壁会造成磨料磨损, 因此安装活塞连杆组前, 应对零件、油道等进行彻底清洗, 并用压缩空气吹干。
另外, 还要注意工具、工作场地、工作服、润滑油等方面的清洁, 以防止磨料进入气缸。进、排气歧管和气缸体、气缸盖、气门座圈处的积碳和金属屑等, 若清洗不彻底, 进入气缸后会加剧活塞、气缸的磨损, 甚至拉伤气缸。
8. 精确检修连杆
连杆处于活塞和曲轴之间, 它将活塞的往复直线运动转变为曲轴的旋转运动, 其运动状态非常复杂。连杆是一个重要的构件, 在工作中承受复杂的交变载荷作用, 连杆有任何形式的变形和损伤都会导致活塞在气缸内偏斜, 出现偏缸、敲缸、拉缸、异响等现象。因此, 在装配活塞连杆组的过程中, 连杆的检修是很关键的一步。
1) 连杆变形的检验与修理
连杆变形有弯曲、扭曲、双重弯曲或既有弯曲又有扭曲。连杆弯曲后, 两孔的中心线不平行;连杆扭曲后, 两孔中心线不在同一平面内。
连杆的弯曲和扭曲要在连杆检验器上进行, 连杆弯曲的允许误差为0.03mm/100m;连杆扭曲的允许误差为0.06mm/100m, 超过允许值应予以校正。
连杆的双重弯曲往往发生在校正时, 这是由于校正部位与弯曲部位不一致引起的, 这时两孔的中心线在同一平面内, 但两孔中心线的距离缩短了。双重弯曲校正起来比较困难, 当超过允许值时应予以更换。
校正连杆时应先校正扭曲再校正弯曲。在常温下校正连杆, 卸去负荷后有复原的趋势, 因此校正后应进行消除残余应力的处理, 即将校正后的连杆加温至300℃左右, 保温0.5~1h。
经过校正后的连杆, 其两孔中心线的距离变化应不大于0.15mm, 否则会影响气缸的压缩比。
2) 连杆衬套的修配
连杆衬套与承孔之间的过盈量为0.10~0.20mm。先选配过盈量合适的连杆衬套, 压入修理过的连杆小头承孔内, 再用铰削法或搪削法实现与活塞销的配合。常温下活塞销与衬套间应有0.005~0.010mm的间隙。这样高的配合工艺要求是难以测量的, 修理中常凭感觉来判断。其方法有:
①对于手工铰削的衬套, 用手掌力能将涂有机油的活塞销推入衬套则符合要求;对于搪削的衬套, 用拇指力能将涂有机油的活塞销推入衬套且无间隙感则符合要求。
②将活塞销涂上机油装入衬套内, 然后把活塞销夹在虎钳上, 沿销轴方向扳动连杆应无间隙感, 转动连杆时连杆应随手圆滑转动。
手工铰削的衬套, 将连杆置于与水平面成75°的位置能停住, 用手轻轻振动, 连杆能靠自身重力徐徐下降则符合要求。
③检查接触面积。左右转动连杆数次后, 取出活塞销, 接触面积在75%以上, 接触点分布均匀, 轻重一致则符合要求。
3) 连杆大头内孔磨损的检修
连杆大头内孔磨损将产生失圆和锥形, 当圆度和圆柱度误差超过0.025mm时, 可通过对连杆轴承进行搪削来保证与连杆轴颈的装配精度。
修刮后检验松紧度的方法是:在轴承上涂一层机油, 将连杆装在相应轴颈上, 按规定力矩拧紧轴承盖螺栓, 然后用力甩动连杆, 连杆应能转动数圈, 沿轴线方向扳动连杆应无间隙感。
9. 重点检查校正活塞的偏斜
连杆有任何形式的变形或气缸中心线与曲轴中心线不垂直, 都会引起活塞偏斜, 从而导致发动机产生敲缸、气缸偏磨、轴瓦偏磨、异响、噪音甚至“拉缸”等故障。
因此, 在装配活塞连杆组时, 应重点检查活塞在气缸中的偏斜量, 检查方法如下:将没有装活塞环的活塞连杆组装入气缸, 并按规定的扭矩拧紧螺栓;转动曲轴, 活塞在上、下止点和中间位置时, 用厚薄规测量活塞顶部在气缸前、后两个方向的间隙, 其间隙差不应大于0.1mm, 超过限值应查明原因并予以消除。
①所有活塞在上、中、下部都偏向一边, 其原因是气缸中心线与曲轴中心线不垂直, 这是由于搪缸定位不准造成的, 因此需要重新搪缸。
②个别活塞在上、中、下部偏向一侧, 多系连杆弯曲所致, 可通过校正连杆弯曲来予以消除。
③活塞在上、下止点处改变偏斜方向, 这是连杆轴颈圆柱度误差过大或连杆轴颈中心线与主轴颈中心线不平行所致, 应重新光磨曲轴来予以消除。
④活塞在上、下止点处不偏斜, 但在中间发生偏斜, 且往复运动方向改变时偏斜方向也改变, 这是由于连杆扭曲造成的, 应查明扭曲方向并予以校正。
10. 活塞环的选配
为了确保活塞环与环槽、气缸的良好配合, 在选配时应进行活塞环的弹力试验、漏光度试验、端面翘曲检验及环槽与环配合间隙的检验。
活塞环的弹力是保证气缸密封性的重要条件之一, 必须符合技术性能要求。为了保证活塞环的密封作用, 要求环的外表面与气缸壁处处贴合。活塞环的漏光度应符合技术要求, 漏光度过大, 活塞环局部接触面积小, 易造成漏气和窜机油。
活塞环的三隙 (端隙、侧隙、背隙) 均应符合规定。设置端隙是为了防止活塞受热膨胀卡死在气缸里, 端隙的大小与缸径有关。侧隙过大将影响活塞环的密封作用, 侧隙过小则活塞环易卡死在环槽内, 造成“拉缸”。背隙是将活塞环装入气缸时, 活塞环背面与槽底之间的间隙, 为了测量方便, 通常用槽深与环厚之差来表示。活塞环一般应低于环岸0~0.35mm, 以免卡死。背隙过小时, 应更换活塞环或加深 (车削) 环槽。
11. 正确组装活塞连杆组
将经过修复、检验合格的零件清洗干净, 去除油污, 然后按上述热装配规范组装活塞、活塞销和连杆, 再装上锁环。安装时要注意, 活塞的朝前标记和连杆的朝前标记要一致。活塞连杆组装配后, 要在连杆检验器上检验连杆大端孔中心线与活塞裙部中心线的垂直度, 其值应不大于0.05~0.08mm。
最后安装活塞环, 安装时应使用专用活塞环钳, 以防止在安装中产生变形。复查活塞环的三隙, 其中背隙和侧隙可用经验法粗检, 其方法为:活塞环在环槽中应能靠自身质量落入槽底, 落入槽底后活塞环应低于环岸。
此外, 应注意特殊断面形状活塞环的安装方向, 锥面环的标记面朝上;各种扭曲环内圆切槽向上, 外圆切槽向下, 并且外圆切槽不用于第一道环。
活塞环开口安装位置原则:开口位置应尽可能避开侧压面, 以减少活塞在上、下止点换向时对活塞环开口处密封性的影响;相邻活塞环的开口位置应尽可能远, 使漏气路线最长;第一道环的开口应放在作功非承压面与活塞销轴线成45°夹角处。
12. 活塞连杆组的质量应符合要求
对于高速发动机来说, 为了保证发动机整体的平衡性, 减少车辆的振动和噪音, 活塞连杆组件除单件的质量差应符合规定外, 装配后的组合件的质量差也要符合规定。
一般中型汽车的汽油发动机, 要求同一组活塞各自的总质量差不大于8g, 同一台发动机内各连杆组件的质量差不大于26g, 同一台发动机内各活塞连杆组件的质量差不大于34g。这些规定应在发动机修理过程中严格执行。
活塞环装配的几种错误做法 篇8
1. 配合间隙越小越好
在镗磨气缸时, 有些机手认为活塞与气缸的配合间隙越小越好, 间隙小不易泄漏, 密封性好, 不按规定数据镗缸, 结果装上活塞环后, 由于活塞膨胀, 活塞环卡死。
2. 活塞环开口间隙越小越好
活塞环的开口间隙是防止活塞环受热膨胀卡死而设计的。若间隙过小, 发动机工作时环口容易顶死, 或环断裂造成粘缸或拉缸。正常的活塞环开口间隙泄漏的气体量约为进气量的0.2%~1.0%。中低速时发动机的活塞环开口间隙及形式对漏气的影响较为敏感, 高速时影响较少。
3. 油环刮油越干净越好
有些机手认为烧机油是油环弹力不足, 刮油不干净引起, 所以选配的油环比气环大一级, 结果由于油环衬环弹力加大, 刮油过于干净, 形成半干摩擦状态, 使本来工作环境十分恶劣的第一道环由于缺油或油膜被破坏, 加剧了第一道气环的镀铬层被磨掉。
4. 活塞环弹力越高越好
用大一级的活塞环通过修整开口间隙的办法来提高环的径向弹力, 不仅破坏原设计而造成漏气, 还因弹力过高, 使活塞环组的摩擦力加大, 而且过高的径向压力易破坏缸壁上的油膜, 产生干摩擦, 导致拉缸等异常损伤。
5. 活塞环侧隙过大过小无所谓
在装配中忽略对侧隙的测量。因为若侧隙过大, 环在槽内的上下运动幅度增加, 敲击加剧, 环端面与槽端面的磨损增大, 泵油作用增强, 润滑油被吸入燃烧室。因此, 对于高速发动机应尽可能减少环的侧隙。若侧隙过小, 则环槽因积炭易使环咬死, 密封失效。
6. 更换新环后不必磨合
活塞销活塞装配 篇9
水口活塞杆改造主要包括活塞盘、超级螺母、活塞杆、支撑套、活塞环、卡环的加工。
1.1 活塞盘
活塞盘为返厂修复件, 材料为铸钢20SiMn。在加工过程中, PT探伤发现铝青铜焊层有线性缺陷, 经过UT探伤, 缺陷为贯穿型线性缺陷。经过计算改变结构, 将线性缺陷车掉, 增加护套, 护套与活塞盘采用热套的方法装配。
改变结构后, 活塞盘加工的重点是护套与活塞盘的装配, 护套与活塞盘为止口紧量配合。为了保证护套与活塞盘的装配, 我们采取了5点工艺措施:
⑴活塞盘调平, 方箱摆放于平台上, 吊放活塞盘, 调平、垫实;
⑵活塞盘上平面焊接8个导向块, 下平面焊接8个定位块, 导向块与定位块上把合顶紧螺栓, 主要用于护套装配时调整方向;
⑶护套加热至280°, 保温时间4小时, 保证护套的内径尺寸增大10mmm (配合止口为3mm) ;
⑷用吊攀起吊护套, 用手拉葫芦调整护套的水平, 通过引导块导向, 定位块限位, 护套装配在活塞盘外圆上;
⑸护套冷却约12小至室温, 用塞尺检查护套与活塞盘间隙。装配合格后, 堆焊铝青铜焊层, 退火, 加工活塞盘。
1.2 超级螺母
螺母材料为锻钢34CrNi3Mo, M580Χ8螺纹的是目前哈电机加工的最大螺纹尺寸。
超级螺母的加工工艺重点:
⑴超级螺母的硬度值在241HB-302 HB, 为此选用进口铣丝刀片VER8.0 ISO VTX和ABS-125铣丝刀盘。
⑵数控编程铣螺纹, 操作简单, 精度高, 效率高, 确保丝孔的形位公差在0.03mm以内。
⑶由于M580Χ8属非标螺纹, 为此制作了专用的螺纹千分尺检查工具, 并制作牙型样板检查螺矩。
1.3 活塞杆
活塞杆材料由原来的锻钢20SiMn改为锻钢35CrMo, 增加了活塞杆的强度。活塞杆的加工精度要求高, 为了保证活塞杆的加工质量, 采取4点工艺要求:
⑴利用数控车床加工, 数控车床的精度可以保证R150 (0, +0.2) 的公差要求, 可以保证轴颈的同轴度0.03mm;
⑵M580Χ8超大型外螺纹同样采用数控镗铣床加工;
⑶活塞杆螺纹加工合格后, 与超级螺母研配。因活塞杆重15吨, 超级螺母重1.4吨, 为了减少因重力因素造成螺纹的研伤, 活塞杆必须调水平立放;
⑷活塞杆加工后, 利用样板检查R150、R65及20°斜面, 然后与卡环配研。
1.4 支撑套
支撑套材料为ZG20SiMn, 2瓣把合结构, 每个合缝面有3个M12χ60mm螺钉把合, 内圆φ470H7mm, 外圆φ600g7mm, 高660mm。这种工件在加工后容易变形, 为了解决变形问题, 提出了3点工艺要求:
⑴在每个合缝面增加2个工艺锥销孔;
⑵支撑套利用车胎的定位止口加工, 在一个工位完成内、外圆的加工保证了内外圆的同轴度;
⑶为了更好的释放应力, 要求在半精车后拆瓣, 释放应力。
1.5 活塞环
活塞环的加工工艺已经成型, 划线并划检加工余量、粗车 (利用经验公式计算内外圆加工尺寸) 、刨开口、利用专用工具卡箍组圆、在开口处钻较销孔、装销并铆合活塞环、车内外圆、拆瓣。
1.6 卡环
卡环材料为铸钢35CrMo, 2瓣把合结构, 每个合缝面有2个M36χ110mm螺钉把合, 外圆φ850, 内圆φ440、R150、R65及20°斜面光滑过渡。为了保证卡环与活塞杆研磨质量, 采取了3点措施:
⑴R150、R65及20°斜面单边留量0.03mm, 同理活塞杆对应部位单边留量0.03mm;
⑵该部位的光洁度必须达到Ra1.6以上, 防止在两件装配研磨时研伤工件;
⑶加工使用数控立车, 保证R150、R65及20°斜面公差要求, 同时使用样板检查。
1.7 操作机构的装配工艺
操作机构的装配主要包括活塞杆与活塞盘、卡环、支撑套、超级螺母的装配。
1.7.1 活塞杆与活塞盘的装配
活塞杆与活塞盘用联轴螺栓把合。联轴螺栓的把紧是采用的加热器工具进行, 主要是联轴螺栓的加热预紧量。螺母的把合应对称分布, 并且加热温度要分段, 在不同温度阶段分别把紧螺母 (对称把合) , 并在室温下用百分表测螺杆伸长量。这种均匀对称的把合、加热的方式, 可以保证螺杆承受相同的力, 防止在装配过程中活塞杆因受力不均造成偏心。
1.7.2 活塞杆与卡环的装配
卡环为2瓣结构, 不能有大小瓣, 否则卡环不能与活塞杆装配。通过卡环合缝面的把合螺钉调整卡环的内径尺寸由大变小, 固定活塞杆, 利用吊车的力量转动卡环, 达到研磨的目的和要求。
1.7.3 活塞杆与超级螺母的装配。
活塞杆M580χ8的螺纹中径为φ574.804 (-0.508, -0.208) , 超级螺母M580χ8的中径为φ574.804 (0, +0.3) , 中径间隙为0.2-0.8mm, 小径间隙为0.2-1.2mm, M580χ8超级螺母与活塞杆试装配。活塞杆立放在平台上调平固定, 吊起超级螺母, 用手拉葫芦调平超级螺母, 在试装配过程中, 活塞杆与超级螺母通过研修, 将螺母与活塞杆装配到位。
在整个活塞杆的装配中, 我们可以从温度、百分表及力矩扳手等工具定量的读出数据, 而是靠数据来说明把合力矩的大小。这种科学的把合方式, 可使装配各部件受力一致, 延长使用寿命。
2 结论
水口活塞杆改造装配的成功, 为以后水口机组再改造提供了宝贵的技术支持和借鉴。
摘要：水口电站位于福建省闽清县闽江干流上, 共装机7台, 总装机容量1400MW, 是我国“八五”期间重大水电建设项目之一。水口机组转轮直径8m, 轴流转浆式水轮机。1996年11月29日7台机组全部并网发电。水口6号机于1995年底投入运行, 机组各项性能指标均满足设计要求, 运行正常。但2000年5月中旬机组振动增大, 停机检查发现转轮体内的活塞杆在M540χ4螺纹处发生断裂。为了进一步改善机组的稳定性, 对活塞杆进行改造。
240活塞销制造工艺分析 篇10
1 活塞销主要技术要求
240活塞销零件 (见图1) 的外圆直径为100 mm, 外圆圆柱度为0.004 mm, 外圆表面粗糙度Ra0.1 μm。活塞销材料选用12CrNi3A, 根据内燃机车活塞销技术要求 (TB1461-82) , 其热处理基本要求为:
(1) 渗碳层深度0.9～1.4 mm, 渗碳层至活塞销心部的金相组织应均匀过渡;
(2) 心部力学性能要求抗拉强度不小于1 020 MPa, 屈服强度不小于850 MPa, 断后伸长率不小于50, 断面收缩率不小于12%, 冲击韧度不小于75.5 J/cm2, 硬度不大于41 HRC;
(3) 外圆表面硬度:58～62 HRC, 同一表面硬度差小于3个单位。
2 制造工艺及加工设备
2.1 制造工艺过程
按图样要求下料→粗加工 (外圆留0.5 mm余量, 两端面及内孔留2.5 mm余量, 钻各孔及攻螺纹) →渗碳 (层深1.4～2.0 mm) →机械加工去除不要求淬硬部分渗碳层→热处理淬火→粗磨外圆→精磨外圆→磁粉探伤→检验入库。
2.2 热处理工艺
活塞销的渗碳由微机控制可控气氛渗碳炉完成。为保证活塞销最终能达到规定的技术要求, 进行了一系列相关热处理工艺试验, 统计分析试验结果后, 对热处理工艺参数进行了改进和优化。
2.3 机械加工
根据活塞销加工工艺特点, 将磨削加工分粗磨外圆和精磨外圆, 选择的机械加工设备分别为M131W和MG1432B, 粗、精磨削均采用外圆纵磨。
3 活塞销热处理分析
活塞销的热处理质量不仅直接影响活塞销的使用寿命, 还对产品的加工难易程度及加工尺寸的稳定性有着很大的影响。12CrNi3A属于中淬透性合金渗碳钢, 由于含有Ti、V、Mo等元素, 经渗碳淬火后, 表层组织中易形成大量的奥氏体, 表面硬度降低[1]。为开发出活塞销合理的渗碳淬火工艺, 技术人员进行了渗碳工艺试验和淬火回火工艺试验。主要发现以下问题:一是经检测发现渗碳后表面硬度偏高, 对后续剥碳层等机械加工造成了困难;二是淬火后的外圆表面硬度在下限, 大部分偏低。为解决这2个问题采取了以下措施:①调整渗碳工艺参数, 将外圆表面含碳量降低了0.07%;②渗碳后再将活塞销进行高温回火;③将淬火温度调整到815℃。
改进和优化后, 活塞销渗碳淬火后的有效硬化层深度、外圆表面硬度及一致性、心部力学性能均达到了规定技术规范。根据工艺试验及工艺优化结果, 最终确定了240活塞销热处理工艺流程如下:渗碳+2次高温回火+815℃淬火+低温回火, 如图2～图4所示。
4 活塞销精加工分析
4.1 夹具设计
240活塞销外圆磨削夹具如图5所示, 该夹具主要由芯棒、可活动锥套、平垫圈、拧紧螺母等零件构成。使用时, 芯棒从活塞销通孔中穿过, 可活动锥套装入芯棒右端, 再依次装上平垫圈和拧紧螺母, 在将拧紧螺母拧固到位前, 可用铜棒轻轻敲击并调整芯棒左端部, 以确保芯棒固定端的90°锥面和活塞销⌀42 mm内孔45°倒角面良好贴合, 而后再将拧紧螺母拧紧。活塞销组装后先装到外圆磨床M131W上进行粗磨, 用顶尖顶住芯轴两端中心孔。粗磨完成后, 再到高精度外圆磨床MG1432B上进行精磨。设计上保证锥套内孔与芯棒配合处都经过配磨, 保证两者之间以很小间隙配合。该磨削夹具具有以下特点:①芯轴两端中心孔都经过配研, 具有很高的同轴度, 装夹质量不再受活塞销两端倒角的影响, 保证了活塞销在磨削过程中不发生过大的径向跳动而造成圆柱度超差;②芯棒两端都采用锥面夹紧方式, 可完全消除活塞销相对于芯棒发生的轴向窜动和径向跳动。
1-活塞销;2-芯棒;3-可活动锥套;4-平垫圈;5-拧紧螺母。
4.2 采用低粗糙度磨削
240活塞销属于高精度、低粗糙度的零件, 采用普通磨削无法保证外圆圆柱度和表面粗糙度, 必须采取低粗糙度磨削工艺。低粗糙度磨削依靠精度高、性能优良的机床、砂轮的精密修整技术与一定操作技能能达到不超过Ra0.1 μm粗糙度值[2]。其基本原理是, 利用较小的修整导程和修整进给量精细修整砂轮, 使磨粒具有等高的微刃, 利用微刃的等高性和摩擦抛光作用, 从而形成低粗糙度值的表面。
4.2.1 砂轮选择
(1) 为易于产生微刃且微刃具有良好的等高性, 选择韧性良好的刚玉类磨料的砂轮为好。
(2) 在磨削时太软的砂轮磨粒很容易从结合剂中整粒脱落, 造成活塞销外圆表面粗糙度值过高;而砂轮太硬又易引起活塞销表面快速变钝, 考虑到活塞销淬火后表面硬度为58～62 HRC, 选用中软K。
(3) 为确保磨削过程的质量稳定, 提高砂轮耐用度, 以减少砂轮的修整次数, 应选择较细的粒度, 120#砂轮适合活塞销的磨削。
4.2.2 切削用量的设定
在进行低粗糙度磨削前, 工件在M131W外圆磨床上经过了半精加工, 外圆直径留有0.03 mm左右的加工余量, 按工艺要求粗糙度要达到Ra0.8～1.6 μm, 形状精度在0.015 mm以内。活塞销半精加工后, 在高精度外圆磨床上完成精加工工序, 经过数次磨削进给, 即可使活塞销尺寸精度和形状精度得到较大提高, 然后利用磨钝后的微刃摩擦、抛光作用进行光磨以降低表面粗糙度。通过多次试验, 得到了较为合理的切削参数, 主要加工参数设定为:①切削深度, 首次切削深度选择0.005 mm, 其余每次切削深度选择0.002 mm;②进行5～7次光磨, 同时必须减小光磨纵向进给量;③工件转速选择为30～35 r/min, 砂轮线速度为50 m/s。
4.2.3 机床性能要求
在活塞销精磨和砂轮修整过程中对进给量的控制至关重要, 因此精磨机床首先必须具备0.001 mm的微量进给机构;同时砂轮的回转精度要高, 工作台具有良好的低速运行稳定性, 无爬行现象;导轨润滑系统必须提供均匀的压力油, 以消除工作台在磨削过程中产生的漂浮现象。综合考虑上述因素, 选择了MG1432B高精度外圆磨床进行加工。
5 结论
经过上述制造工艺生产出的240活塞销经检测, 其表面粗糙度均不超过Ra0.1 μm, 尺寸精度和表面粗糙度均达到图样规定的要求。
参考文献
[1]史美堂.金属材料及热处理[M].上海:上海科学技术出版社, 1998.