浅谈制造因素分析气缸套掉台的几种形式.pdf

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1、殷建祥陶宏均：浅谈制造因素分析气缸套掉台的几种形式35浅谈制造因素分析气缸套掉台的几种形式DiscussionontheManufacturingFactorsAnalysisofSeveralFormsofCylinderSleeveOfftheTable殷建祥陶宏均(河南省中原内配股份有限公司)[摘要]气缸套掉台是指内燃机在使用过程中，气缸套的支承肩退刀槽处断裂，从而使内燃机产生失效，是气缸套的一种典型失效模式之一。本文主要从制造因素分析产生气缸套掉台的几种形式，要彻底消除因制造原因引起气缸套断裂的诸多原因，需要缸套生产厂家和发动机机体生产厂家都要引起高

2、度重视，共同努力，关注个各环节关键点，加强生产过程质量控制，避免因气缸套掉台而导致内燃机失效。[关键词]气缸套掉台断裂Keywords：CylinderlinerDroptableCrack1引言气缸套掉台是指内燃机在使用过程中。气缸套的支承肩退刀槽处断裂(如图1)，从而使内燃机产生失效，轻者可使机器停止运转，重新进行维修，重者可使机器的机体、曲轴、连杆、活塞、凸轮轴等报废，甚至导致人身安全事故，造成重大经济和社会损失。是气缸套的一种典型失效模式之一。图12气缸套掉台的原因分析造成气缸套掉台的原因是多方面的，从成因分析导致其发生的主要因素有以下几个方面。一是

3、设计因素，主要是发动机设计过程中，选择气缸套材质强度及其配合机体强度不合理。结构设计不合理。二是制造因素，主要是发动机体和气缸套在制造过程质量控制力度不足．产品的内在质量和形位公差未能满足技术要求，导致机体与缸套配合不当。三是装配因素，气缸套装配过程中方法不当造成的掉台。四是用户使用因素，发动机日常维护不当也易引起缸套的掉台。3从制造因素分析主要常见的几种形式1、气缸套材质机械强度低或材质脆性大气缸套铸造生产内在质量控制不力。集中反应在气缸套的石墨金相。基体组织、成分、机械性能等不能满足设计要求。其原因主要是原材料配比不合理。熔炼和浇铸过程中工艺参数设计不合

4、理、工艺执行率和稳定性差。从而造成石墨粗大，枝晶聚集，金相组织不均匀等，直接导致气缸套的脆性增大，内应力集中，导致气缸套掉台失效。2、气缸套退刀槽加工不合格气缸套退刀槽加工不合格主要有退刀槽R弧过深(如图2)或过浅、R弧不圆(如图3)，都是内燃机与配件2013年第10期影响气缸套掉台的因素。退刀槽过深，强度必将下降，退刀槽过浅，圆弧不圆，易造成气缸套与机体配合处干涉和应力集中。在发动机工作时，很容易因活塞、活塞环作用于缸套时效变应力使缸套从台肩处断裂。图2＼，／／／／／L绨圈33、气缸套与机体配合不当(11气缸套支承肩厚度尺寸超差过产生台薄或缸体沉孔深度过深

5、(如图4所示)，或者气缸套支承肩厚度尺寸超差过产生台厚或缸体沉孔深度过浅(如图5所示)。气缸套上端面与机体上端面之间有一定高度H(凸出高)。如果气缸套支承肩厚度尺寸超下限或者缸体沉孔深度超上限，则在缸盖预紧力作用下。气缸套支承肩压不紧，轴向没有定位，在活塞和活塞环的作用下，缸套沿轴向高频窜动，同时产生振动，引起疲劳断裂，从而导致掉台。℃添I图4(2)气缸套支承肩下面出现跳动超差或不平(如图6所示)，或者机体沉孔底平面出现跳动超差或不平(如图7所示)。由气缸套支承肩下面跳动超差或不平，机体沉孔底平面跳动超差或不平，造成配合误差较大，当气缸套装入机体后，在气图5

6、缸套压紧力作用下，气缸套的支承肩上面存在着压紧力F，机体的沉孔底平面存在反作用力f，由于气缸套支承肩下端面与机体的沉孔底平面配合误差较大，接触面积较小，使反作用力f与压紧力F之间有一定力矩。此时气缸套支承肩下端面和机体的沉孔底平面，两个平面形成一个夹角，也就是由于力矩的存在，造成气缸套支承肩下端面局部受力过大、受支承面积过小，使气缸套支承肩退刀槽处产生了极大的内应力(有的缸套在装配后就因此产生了裂纹)。在发动机工作时，活塞作用于气缸套一交变力．交变力可使气缸套下部产生振动．由于气缸套的支承肩已被气缸套压紧在机体中，气缸套的振动在退刀槽处产生交变应力，随着发动

7、机转速的提高．交变力频率的提高和工作时间的增长，退刀槽处便产生疲劳．当达到材料的疲劳强度极限后，便出现裂纹，并逐渐扩大，直至断裂由于缸套振动产生的疲劳等原因，而逐渐产生裂纹，而断裂因起气缸套掉台失效。气缸套、F／机体图6气缸套。F／机体图7(3)气缸套支承肩端面下外倒角过小或退刀槽处圆弧R过大(如图8所示)，或者机体沉孔倒殷建祥陶宏均：浅谈制造因素分析气缸套掉台的几种形式37角小或沉孔R弧过大(如图9所示)，装配时干涉，造成气缸套支承肩下端面不能与机体沉孔完全贴合，形成点接触或断续线接触。气缸套支承肩下端面外圆处倒角加工的过小时．与机体相应配合处圆弧R加工的

8、过大时装配。便出现装配干涉。气缸套支承肩下端面退刀槽