内燃机 1999年第4期 ・25・
a. 传统渔轮主机调速器的配用, 使柴油 机在收网时工作条件严重恶化。
b. 合理地调整起作用转速和增设冒烟 限制器, 可以有效地避免柴油机长期在恶劣 工况下运行, 有益于延长柴油机寿命。
c. 通过改进调速器起作用转速和增设冒 烟限制器, 改善渔轮主机收网时工作条件的 方法简单易行, 且无需耗费太多资金, 成本较 低。
d. 针对不同的柴油机, 在保证各性能参
数满足要求的前提下, 应分析采用具体的措施。
参考文献
1. 陈大荣主编. 船舶柴油机设计修订本1 北京:国防 工业出版社, 1985
2. 柴油机设计手册编辑委员会1 柴油机设计手册 1 北京:中国农业机械出版社, 1984
3. 张扬1 柴油机游车原因分析. 内燃机, 1998 (4) : 45 4. 西安交通大学编1 柴油机原理修订本 1 北京:机
械工业出版社出版, 1978
尺寸链的几种解法在发动机装配中的应用
海军航空技术学院
邹开凤 殷合香
摘 要
以尺寸链的几种常用解法为基础,归纳分析尺 寸链在发动机装配中的几种常用方法。
关键词:尺寸链 发动机 装配
内燃机装配质量的高低, 直接影响发动 机工作的可靠性和使用寿命。 某些零件的加 工或维修质量并不低, 但装配后即出现异常 甚至机械事故, 比如活塞拉缸、轴承抱轴烧瓦 等。一些进口汽车的发动机经拆修再装配后, 其性能往往下降很多, 这些都属于装配方面 的原因。 内燃机装配工作中的主要技术要求 是: 正确配合, 可靠固定, 灵活运转和充分清 洁, 其中保持相对运动机件之间的正确配合 和合适的间隙工作最为重要。 笔者以尺寸链 的几种解法为基础, 讨论确保正确配合和合 适间隙的几种常见的装配方法。
1 尺寸链的基本理论及解法
在机器装配或零件加工过程中, 由相互 联结的尺寸形成封闭的尺寸组, 该尺寸组称
为尺寸链, 如图 1 所示, 利用 A1 和 A2 两尺 寸加工一阶梯套的三个端面, 尺寸A1、A2 和 A0组成一个加工工艺尺寸链。尺寸链主要特
点为:
a. 封闭性: 即必须由一系列相互关联的 尺寸连接成封闭的回路;
b. 函数性: 即某一尺寸的变化必将影响 其他尺寸的变化。
图1 一阶梯套三个端面的加工示意图 列入尺寸链中的每一个尺寸称为环, 其 中尺寸链在装配或加工过程中最后形成的一
装配调整
・26・ 内燃机 1999年第4期 个环, 称为封闭环, 用 A0 来表示。 尺寸链对
封闭环有影响的全部环称为组成环, 这些环 中任一环的变化必然引起封闭环的变动, 用 符号A1、A2、A3……An- 1表示, 封闭环的大小 取决于组成环, 即封闭环是各组成环的函数, 可表示为:
A0= f (A1A2A3……An- 1)
解尺寸链, 就是计算相互关联的尺寸、公 差和偏差。正确地运用尺寸链理论, 可以合理 地确定零部件相关尺寸的公差和偏差, 使之 用最经济的方法达到技术要求。 根据不同的 技术要求, 在装配结构设计或工艺规程制定 中确定相关零件相关尺寸时, 应解算装配尺 寸链, 以确定其公差。而装配中则应按照不同 的尺寸链解法进行相应的装配工作 (含加工、
装配、测量、调整等) , 常用的方法有极值法、
概率法、分组法、修配法、调整法, 下面以内燃 机装配中的不同要求来讨论尺寸链的几种解 法在其中的具体应用。
2 常用的装配方法
2. 1 零件完全互换装配法 (极值法)
它是从尺寸链各环的极值出发来进行计 算的, 能够完全保证互换性。应用此法不考虑 实际尺寸的分布情况, 装配时, 全部产品的组 成环都不需挑选或改变其大小和位置, 装入 后即能达到公差要求。 此种方法一般从零件 的加工精度上都给予了保证。 在更换零件时 不需选配, 也不用作任何补充加工, 就能符合 装配的技术要求。例如, 某些高速柴油机的轴 瓦, 就是完全互换的轴瓦。但此装配法并不排 斥装配时的必要检查。
2. 2 零件大数互换装配法 (概率法)
它是考虑各组成环尺寸分布情况, 按统 计公差公式进行计算的。应用此法装配时, 绝 大多数产品组成环不需挑选或改变其大小和 位置, 装入后即能达到公差要求。这种装配方
法放宽了零件尺寸精度要求, 可节约加工资 金, 同时统计学理论证明, 除少数可修复和不 可修复废品外, 此装配法绝大多数零件仍能 达到较高的装配精度。 如活塞环与活塞环槽 的配合, 就是直接选配来保证其间隙的。
2. 3 零件分组选配法 (分组法)
当某些零件精度较高、生产批量较大时, 如连杆、活塞、活塞销的配合, 若采取极限值 解尺寸链, 往往各组成环的公差很小, 造成加 工困难和成本提高, 这时应采用分组互换法。
分组互换法的实质是, 先将组成环的公 差扩大若干倍, 达到经济加工精度的要求, 然 后按其实际尺寸的大小分成若干组, 根据大 配大、小配小, 同组零件可以互换的原则选 配。如某发动机活塞销的直径为DB= 36 - 0. 0120
mm , 活塞销孔直径 DA= 36+ 0. 015 0 mm , 因此配 合公差 R 为:
R = RA+ RB= 0. 015+ 0. 012
= 0. 027mm
如果将零件分成 3 组, 每组的配合间隙 公差为:
R ’= (RA+ RB)g3= 0. 009mm
表1 活塞销分组及活塞配合情况 mm 组别 活塞销
直径
活塞销孔
直径 间隙 每组中 间公差 g 35. 988～35. 99236. 000～36. 005 0. 008～0. 017 0. 009 g 35. 992～35. 99636. 005～36. 010 0. 009～0. 018 0. 009 g 35. 996～36. 00036. 010～36. 015 0. 010～0. 019 0. 009
从表 1 中可以看到, 活塞销分组选配后, 间 隙 是 比 较 一 致 的, 过 小 的 间 隙 ( 小 于 01008) 以及过大的间隙 (大于 01019) 将不会 发生。 因此配合质量显著提高。
分组法在大批量生产的发动机的装配中 应用较多, 除活塞销与活塞的配合外, 活塞、
连杆质量的选配等都采用分组法, 但分组法 也有一定的缺点, 如检验费用增加, 只有对应 组才能互换等。
2. 4 修理选配法 (修配法)
装配调整
修配法是将尺寸链组成环的基本尺寸按 经济加工精度的要求给定公差值, 以便于加 工。 在装配时则通过修配方法改变尺寸链中 的某一组成环的尺寸, 以满足封闭环的要求。
这个被预先规定要修配的环称为补偿环, 预 留的修配余量称为补偿量。
在发动机的小批量和单件生产中, 修配 法应用较多, 如某些大型中速柴油机的主轴 瓦, 是按照主轴颈来修配的, 其修配工作量 大, 装配质量随修理人员的技术而定。
2. 5 调整装配法 (调整法)
调整法是将尺寸链组成环的基本尺寸按 经济加工精度要求给定公差值, 此时, 由于组 成环尺寸公差扩大而产生的补偿量, 不是采 取切除修理来补偿, 而是采取调整补偿环的 尺寸或位置来修理。
发动机的装配常用调节某一零件来达到 装配要求的方法, 有两种形式:
a. 固定补偿件—— 用增加一个零件 (如 衬垫、垫圈等) 的方法来调整精度, 如改变垫 圈厚度, 调节锥形齿轮的啮合间隙。
b. 可动补偿件—— 将连接机构中某一 零件移动一定距离的方法来达到装配精度, 如气门间隙的调整、配气定时和喷油定时等。
调整法在装配时不需修配, 容易组织流 水生产, 其中可动补偿件在内燃机中应用较 广。 利用它, 不但便于达到封闭环的精度要 求, 且零件磨损后, 也易于恢复原来的精确 度。
3 结束语
分组法、修配法及调整法都是通过一定 的方法, 使组成环可按经济加工精度给定公 差值进行加工, 使加工简单, 成本降低, 并能 得到较高的装配精度, 因此在发动机装配中 广泛应用。而在发动机维护和修理工作中, 正 确 了解各装配尺寸链的相应解法 (厂家确 定) , 从而在拆装工作中采用相应方法使零件 间, 特别是运动部件间的装配精度达到或恢 复要求的精度是非常重要的。
内燃机 1999年第4期 ・27・
电 化 打 标 新 技 法
在内燃机的重要零件 (如喷油嘴、活塞 环、活塞销、气门阀、连杆螺栓等) 上制做永久 性、可追溯性产品标识, 是国际标准的要求。
济南柴油机厂的工程技术人员研究出一种简 易便捷的标记打印新技法。其“金属标记电印 机”最近获得了国家知识产权局颁发的专利 证书。
该机以 220V 交流电为电源, 以低压稳 压直流方式, 在电解液的作用下, 通过特制的 光刻字模片, 可快速地在各种碳钢、硬质合金 钢、不锈钢等零件的光洁表面 (单面、弧面均 可) 电印出微凹于金属表面的黑色 (或金属本
色) 标记。 印痕细微、精致、清晰美观, 具有永 久性。
该机构造简单, 操作方便, 印制速度快, 价格低廉。可放在办公桌上操作, 也可携带到 生产现场使用。该种电印不产生锈蚀, 可放在 工件的最后进行。 字模片可反复使用。 电解 液及电量消耗很少, 用于批量生产, 耗费更 微, 经济效益十分明显。与目前市面上其他标 记制作设备相比, 具有最好的性能价格比, 是 一种极具推广应用价值的新技术。
(崔隆德报道)
