活塞氣環(huán)裝配機(jī)的應(yīng)用研究

趙軍 孟偉勛 羅宏

摘要： 文章總結(jié)了活塞氣環(huán)在裝配過程中應(yīng)該注意的要點(diǎn)，推導(dǎo)出了活塞氣環(huán)的最大開口直徑，對幾種典型的活塞環(huán)裝配機(jī)進(jìn)行了應(yīng)用研究與分析，總結(jié)出來了它們各自的應(yīng)用特性。

關(guān)鍵詞： 活塞環(huán)裝配機(jī)開口直徑應(yīng)用研究

1.引言

活塞氣環(huán)是發(fā)動機(jī)中一個非常重要的易損件，在發(fā)動機(jī)的正常運(yùn)行中起著非常重要的作用，實(shí)踐調(diào)查證明，發(fā)動機(jī)的許多故障都與活塞氣環(huán)有著密切的關(guān)系［１］。因此，了解活塞氣環(huán)裝配中的要點(diǎn)，計算活塞氣環(huán)的開口量，并對目前典型的活塞氣環(huán)裝配機(jī)進(jìn)行應(yīng)用上的分析與探討，為活塞氣環(huán)裝配機(jī)研制的前期工作奠定了基礎(chǔ)。

2.活塞氣環(huán)裝配過程中應(yīng)注意的問題

活塞氣環(huán)在安裝裝配過程中一般應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：（1）在裝配活塞氣環(huán)時，不要把環(huán)口脹得過大，以免引起環(huán)的塑性變形和折斷，最好使用專用工具或?qū)Ｓ玫难b配設(shè)備；裝配活塞氣環(huán)時，活塞氣環(huán)在擴(kuò)張過程中不能扭曲，否則會出現(xiàn)斷裂和變形的可能［２］。（2）在裝配活塞氣環(huán)時，我們要按照一定的順序進(jìn)行裝配，順序不能顛倒。對于有兩道環(huán)的活塞，應(yīng)先裝第二道環(huán)再裝第一道環(huán)。有些活塞安裝具有方向性，裝配方向要一致。（3）在裝配活塞氣環(huán)時，活塞氣環(huán)的擴(kuò)張速度不能過快，盡量沿著一個平面上擴(kuò)張，否則會容易引起活塞氣環(huán)的斷裂。因此在裝配過程中盡量讓活塞氣環(huán)沿著一個平面緩慢擴(kuò)張［３］。

3.活塞氣環(huán)裝配過程中的擴(kuò)張最大直徑值計算

下面以CG125活塞氣環(huán)（二）為例進(jìn)行分析，活塞氣環(huán)材質(zhì)為球墨鑄鐵，活塞氣環(huán)基本直徑為56.5mm，環(huán)高為1.2mm，徑向厚度為2.4mm，自由開口為6.5mm，抗彎強(qiáng)度＞1300MPa，彈性模量為1.5×10—1.7×10MPa，活塞直徑為56mm。

3.1首先對活塞氣環(huán)在工作狀態(tài)中進(jìn)行環(huán)的最大彎曲應(yīng)力計算。

σ=0.424E（2-1）

式中：E—材料彈性模數(shù)（取1.6×10Mpa），S—活塞氣環(huán)自由狀態(tài)下開口間隙（6.5mm），t—活塞氣環(huán)徑向厚度（取2.4mm），D—缸徑（取56mm）

故σ=0.424×1.6×10×=368.37MPa（2-2）

3.2活塞氣環(huán)在套裝過程中允許張開到的最大直徑值進(jìn)行計算。

σ′=1.2σ=E

式中：m—考慮安裝方法不同的系數(shù)（取1.57）；D—活塞氣環(huán)允許張開最大直徑

則推導(dǎo)出D=（+1）×2.4=62.10mm

4.活塞氣環(huán)裝配機(jī)的應(yīng)用研究

下面是對比較典型的幾種活塞氣環(huán)裝配機(jī)進(jìn)行活塞氣環(huán)裝配過程中的應(yīng)用分析：（1）重慶宗申技術(shù)開發(fā)有限公司工程師張祖慶發(fā)明設(shè)計的“活塞氣環(huán)裝配設(shè)備”；它包括工作臺，具有聯(lián)肋的裝環(huán)杯和第一推送機(jī)構(gòu)，工作臺上還設(shè)有用于推送第二活塞氣環(huán)的第二推送機(jī)構(gòu)和用于托撐第二活塞氣環(huán)的兩個托撐機(jī)構(gòu)。以活塞氣環(huán)不動，活塞下降的方式，將活塞氣環(huán)安裝到活塞上，并進(jìn)一步利用托撐機(jī)構(gòu)，通過托撐第二活塞氣環(huán)，使活塞停止下降而裝環(huán)杯繼續(xù)下降來安裝第一活塞氣環(huán)，實(shí)現(xiàn)在一次活塞氣環(huán)裝配工序中，完成第一、第二活塞氣環(huán)的裝配，簡化了工序，提高了裝配效率，同時降低了工人的勞動強(qiáng)度［５］。這種活塞氣環(huán)裝配機(jī)的裝配方式的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備裝配能一次完成活塞第一活塞氣環(huán)和第二活塞氣環(huán)的同時裝配，提高了生產(chǎn)效率；缺點(diǎn)是只能實(shí)現(xiàn)裝配一種品種活塞的活塞氣環(huán)裝配，且故障率較高。（2）重慶理工大學(xué)羅宏教授發(fā)明設(shè)計的“裝配活塞環(huán)的裝置”，工作臺上豎向設(shè)置放料柱和放置活塞之用下小上大的定位套，放料柱和定位套分別設(shè)有同向的定位筋；分別通過定位筋與工作臺連接。只需在放料柱上放好活塞氣環(huán)，再把活塞放在定位套的盲孔內(nèi)，然后使氣缸工作，便可完成活塞氣環(huán)的裝配。這種活塞氣環(huán)裝配機(jī)的裝配方式的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備裝配操作方便，且無須手工參與裝配，在消除安全隱患的同時，提高了生產(chǎn)效率；缺點(diǎn)是只能實(shí)現(xiàn)裝配一種品種一道活塞氣環(huán)的活塞氣環(huán)裝配。（3）重慶理工大學(xué)羅宏教授發(fā)明設(shè)計的“活塞氣環(huán)的自動裝配機(jī)”，它包括送料機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、頂升機(jī)構(gòu)。通過送料機(jī)構(gòu)將活塞氣環(huán)推送向托盤方向移動，直至套在裝配座上，然后頂升裝置將活塞氣環(huán)沿著裝配座錐面逐漸張開直至裝配。這種活塞氣環(huán)裝配機(jī)主要從頂升機(jī)構(gòu)上進(jìn)行了進(jìn)一步的改造，在活塞氣環(huán)裝配頂升裝配環(huán)節(jié)比第一代更可靠，穩(wěn)定性更好，且無須手工參與裝配，消除安全隱患的同時，提高了生產(chǎn)效率；缺點(diǎn)是只能實(shí)現(xiàn)裝配一種品種的活塞氣環(huán)裝配，同時活塞氣環(huán)裝配過程中活塞氣環(huán)的瞬間擴(kuò)張易引起活塞氣環(huán)的斷裂問題。

5.結(jié)語

活塞氣環(huán)裝配的理論與應(yīng)用研究、活塞氣環(huán)裝配機(jī)的應(yīng)用研究，這些都為活塞氣環(huán)裝配系統(tǒng)的方案設(shè)計提供了理論依據(jù)和應(yīng)用依據(jù)，具有非常重要的工程意義。

參考文獻(xiàn)：

［1］李國祥，孫永明.基于AHP的船舶柴油機(jī)活塞環(huán)斷環(huán)原因分析［J］.機(jī)電設(shè)備，2009（3）:15-18.

［2］閆瑞濤，郝春艷，楊樹全.談活塞氣環(huán)安裝方法［J］.農(nóng)機(jī)使用與維修，2003（4）:51.

［3］趙晚成，馬亞軍，李生華.CrN活塞環(huán)涂層的摩擦學(xué)性能［J］.潤滑與密封，2005，5（2）:59-64.

［4］陳勇.活塞氣環(huán)裝配工裝設(shè)計［J］.摩托車技術(shù)，2003.8:19.

［5］張祖慶.活塞氣環(huán)裝配設(shè)備.中國，200710099639.X［P］.2007-10-24.