Anma 活塞環(huán)檢測與誤差分析

1、Anma 活塞環(huán)檢測與誤差分析    論文關鍵詞：活塞環(huán)彈力翹曲度誤差論文摘要：活塞環(huán)對柴油機的功率發(fā)揮有著舉足輕重的作用，其壽命與制造、檢測、安裝等工藝密切相關。檢測是重要的中間環(huán)節(jié)。本文主要針對活塞環(huán)彈力檢測工裝、翹曲度檢測工裝進行分析和討論。1、問題的提出活塞環(huán)對發(fā)動機的功率發(fā)揮起著很大的作用，其摩擦功率占整個發(fā)動機機械損失功率的一半以上，而且活塞頂部所受熱量主要通過活塞環(huán)傳出。但由于技術(shù)等多種原因，一些活塞環(huán)安裝后并不能達到預期的效果及設計要求，有些活塞環(huán)過早的磨損或折斷。這些都和制造、檢測、安裝等工藝有關。因此，活塞環(huán)是否合格，檢測就成為一個重

2、要的中間環(huán)節(jié)，它關系著發(fā)動機的整機性能。2  問題分析2.1 活塞環(huán)彈力檢測活塞環(huán)的第一密封面要求氣環(huán)徑向彈力必須達到一定的標準，當?shù)谝幻芊饷嬉坏┬纬?，那么在燃氣壓力的作用下將加強第一密封面和形成第二密封面。若氣環(huán)徑向彈力達不到標準，即使再大的燃氣壓力也難以形成第一和第二密封面。徑向壓力高有利于密封并能適應高轉(zhuǎn)速，因為振動隨徑向壓力增高而減小，而轉(zhuǎn)速越高進入環(huán)背與活塞的燃氣壓力越低，環(huán)脫離缸壁的趨勢就會越明顯。因此檢測活塞環(huán)徑向彈力就很必要和重要了。為了方便，生產(chǎn)中一般采用集中力代替分布的環(huán)周壓力，來檢驗環(huán)成品的彈力是否符合設計要求。根據(jù)環(huán)的受力及簡化得出兩個與彈性模量有關的集中力：

3、徑向集中力和切向集中力。由相關條件，便可由這兩種力與環(huán)的彈性模量等關系式來得到某一個力的理論值，同時也可根據(jù)兩式的關系式直接相互轉(zhuǎn)換或做近似相互轉(zhuǎn)換。下面就以16V280ZJA柴油機活塞環(huán)為例進行說明。根據(jù)目前我車間的實際情況，測彈力工裝采用的是用柔性鋼帶測切向力。如下示意圖1：左圖為鋼帶切向力測彈力，右圖為徑向力測彈力的示意圖。徑向測量機構(gòu)與帶式切向力測量相比，適用于大缸徑活塞環(huán)，有如下優(yōu)點：測量方便，測量值較為準確。因為這些活塞環(huán)徑向彈力較大，而且直接加在活塞環(huán)上無其他附加外力。圖1若采用帶式機構(gòu)切向力測彈力，由于采用帶式結(jié)構(gòu)測量機構(gòu)必然附加了一個帶的彈力，使得所測彈力值大于理論彈力值。而

4、且當活塞環(huán)較大時，較薄的鋼帶受到較大的力后，易損壞鋼帶或其附屬機構(gòu)。為防止較大的力破壞帶所以選用的帶就越厚，那么誤差就越大。所以在測量時可預先測出鋼帶的彈力，然后用所得值與技術(shù)要求測彈力值施加的徑向力之和加于鋼帶之上。測徑向力機構(gòu)的缺點是：所采用的力較帶式的大。因此要采取施力保護措施以防集中力壓傷環(huán)，如可適當加大接觸面積（如采用橡膠結(jié)構(gòu)）等。另外由于測的是徑向力，要求所加力指向圓心，否則會產(chǎn)生誤差，所以可以采用三點定位圓，或長橫桿減少力作用線偏離圓心帶來的誤差。2.2 活塞環(huán)翹曲度檢測當環(huán)翹曲時，會增加漏氣量，甚至卡死或使環(huán)折斷，因此必須嚴格檢查翹曲度，減少測量誤差。下面仍以16V280ZJA

5、柴油機的氣環(huán)測量為例說明常見測量翹曲度誤差及原因。        圖2圖3圖2為未扭曲狀態(tài)下的氣環(huán)受力示意圖，圖3為均勻扭曲狀態(tài)下的氣環(huán)受力示意圖。根據(jù)材料力學及微積分算得：P=0.0133N。又：活塞環(huán)在通過檢測裝置時受力簡化如圖4： 圖4由牛頓第二定理得：1/2mg-f=ma/2（m為氣環(huán)質(zhì)量，為0.35kg；a為假定氣環(huán)在通過工裝檢測時的加速度；g為重力加速度；f為環(huán)在工裝中所受的摩擦力）f=N N=P=0.18（目前車間所用翹曲度檢測工裝材料為45鋼，查資料知其摩擦系數(shù)）解得：a=（mg-2P）/m=9.796 m/s23、結(jié)論根據(jù)目前我廠的實際情況，發(fā)動機活塞環(huán)直徑為180280mm，重量從0.105 0.35kg，屬于大缸徑的活塞環(huán)。在檢測時應根據(jù)具體情況采取適宜的方法，來提高測量值的準確度，進而提高發(fā)動機的工作效率，減少活塞環(huán)和活塞的損壞。參考書目：1)  中外常用金屬材料手冊 陜西科技出版社-20