日本SMC氣缸套氣缸套磨損的原因分析

【資料簡介】

日本SMC氣缸套氣缸套磨損的原因分析
日本SMC氣缸套的工作環境十分惡劣，造成磨損的原因也很多。通常由于構造原因允許有正常的磨損，但使用和維修不當，就會造成非正常磨損。
缸套磨損
1構造原因引起的磨損
1)潤滑條件不好，使氣缸套上部磨損嚴重。氣缸套上部鄰近燃燒室，溫度很高，潤滑條件很差。新鮮空氣和未蒸發的燃料沖刷和稀釋，加劇了上部條件的惡化，使氣缸上都處于干摩擦或半干摩擦狀態，這是造成氣缸上部磨損嚴重的原因。
2)上部承受壓力大，使氣缸磨損呈上重下輕。活塞環在自身彈力和背壓的作用下緊壓在缸壁上，正壓力越大，潤滑油膜形成和保持越困難，機械磨損加劇。在作功行程中，隨著活塞下行，正壓力逐漸降低，因而氣缸磨損呈上重下輕。
3)礦物酸和有機酸使氣缸表面腐蝕剝落。氣缸內可燃混合氣燃燒后，產生水蒸氣和酸性氧化物，它們溶于水中生成礦物酸，加上燃燒中生成的有機酸，對氣缸表面產生腐蝕作用，腐蝕物在摩擦中逐步被活塞環刮掉，造成氣缸套變形。
4)進入機械雜質，使氣缸中部磨損加劇。空氣中的灰塵、潤滑油中的雜質等，進入活塞和缸壁間造成磨料磨損。灰塵或雜質隨活塞在氣缸中往復運動時，由于在氣缸中部位置的運動速度zui大，故加劇了氣缸中部的磨損。
日本SMC氣缸套內表受高溫高壓燃氣直接作用，并始終與活塞環及活塞裙部發生高速滑動摩擦。外表與冷卻水接觸，在較大溫差下產生嚴重熱應力，受冷卻水腐蝕。活塞對缸套的側推力不僅加劇其內表摩擦，并使其產生彎曲。側推力改變方向時，活塞還撞擊缸套。此外還受到較大的安裝預緊力。
氣體壓力使氣缸壁產生切向拉應力和徑向壓應力，并且在內表面zui大，這種應力都是高頻脈動應力。
因缸壁內外溫差產生極大的熱應力，般溫度下使內表面產生壓應力而冷卻面存在拉應力。但在特高氣溫下，近內表面金屬蠕變塑性變形，而冷卻后即在內表面形成殘余拉應力，這種隨起動、停車變化引起的低頻應力會使材料疲勞。
日本SMC氣缸套對氣缸套的要求
日本SMC氣缸套應有足夠的強度、剛度和耐熱，還應具有較好的耐磨。工作中應有良好潤滑和冷卻。
缸套般采用含磷或含硼的耐磨合金鑄鐵作材料，如 HT25－47、HP-CuCrMo 等。缸套的內表有時還進行鍍鉻（松孔鍍鉻、貯油網點鍍鉻）, 氮化或磷化等處理，以提高耐磨。缸套內表硬度通常要求大于HB200，且與活塞環硬度有良好匹配。內表面還應有適當的粗糙度，使其具有定貯油能力和磨合。內表面應有足夠的圓度和圓柱度精度，安裝支承面對內孔中心應有較高的位置精度。
日本SMC氣缸套氣缸套結構形式
日本SMC氣缸內表面由于受高溫高壓燃氣的作用并與高速運動的活塞接觸而極易磨損。為提高氣缸的耐磨性和延長氣缸的使用壽命而又有不同的氣缸結構形式和表面處理方法。氣缸結構形式有三種：無氣缸套式、干氣缸套式、濕氣缸套式。
日本SMC氣缸套式機體即不鑲嵌任何氣缸套的機體，在機體上直接加工出氣缸，優點是可以縮短氣缸中心距，使機體尺寸和質量減小。但成本較高。
干式氣缸套不與冷卻液接觸，壁厚為2~3mm，外表面和氣缸套座孔內表面均須精加工，以保證必要的位型精度和便于拆裝。優點是機體剛度大，氣缸中心距小，質量輕，加工工藝簡單。缺點是傳熱較差，溫度分布不均勻，容易發生局部形變。
日本SMC氣缸套外壁與冷卻液直接接觸，壁厚5~8mm，利用上下定位環帶實現徑向定位，軸向定位靠氣缸套上部凸緣與機體頂部相應的支承面配合實現。濕式氣缸套的優點是機體上沒有密封水套，容易鑄造，傳熱好，溫度分布比較均勻，修理方便，不必將發動機從汽車上拆下就可更換氣缸套。缺點是機體剛度差，容易漏水。

 日本SMC氣缸套氣缸套磨損的原因分析