缸套内孔珩磨网纹参数及其检测

缸套内孔珩磨网纹参数及其检测 杨卫民:缸套内孔珩磨网纹参数及其检测19 ——,c—,... m艺与检测8 畦—_,—f—— 缸套内孑L珩磨网纹参数及其检测 杨卫民 (河南省中原内配股份有限公司) [摘要]本文重点介绍了国际上对缸套网纹评价使用的参数,参数的定义,最后介绍 了检测这 些参数应注意的事项. (关键词]网纹参数术语定义计算评定 随着发动机技术的发展.尤其是国际上对发动 机排放要求的提高.带动了发动机核心摩擦副零件 之一缸套生产技术的提高.内孔平台珩磨网纹就是 其中一个重要的发展趋势.经研究表明:平台珩磨 加工除缸套内孑L表面的轮廓曲线形状已非常接近 发动机正常工作时的轮廓曲线形状,因此大大缩短 磨合时间,另外工作表面存在一定深度的深沟槽, 在发动机工作过程中深沟槽储存的润滑油能及时 供给工作表面.重建油膜的速度大于挤出去的速 度,保证了发动机工作中油膜的稳定.可以说,平台 珩磨后的缸套可减少发动机初期磨合时间,改善缸 套内表面的油膜分布,减少缸套磨损,延长缸套的 使用寿命,进而延长了发动机的大修间隔,给用户 带来经济收益. 一 网纹参数的分类: 由于各国网纹评定方式不一样,所用的网纹参 数也不一样,现在国际上具有代表性的大致有这么 几种网纹评定方式:1,我国的机械行业 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 网纹参 数和俄罗斯网纹参数;2,英,美的网纹参数;3,德国 ,Et本,意大利的Rk网纹参数;4,法国的3C网纹参 数. 下面我们就分别阐述一下各自所用的网纹参 数: 1,我国的行业标准网纹参数和俄罗斯网纹参 数有:Ra,Rz,Rsk,Rmr,Sm以及Abbott(范斯通)曲 线: 2,英,美的网纹参数引用ISO13565—3Rk在材 料概率曲线参数:Rpq,Rvq,Rmq,Rz和Vc 3,德国,日本,意大利的Rk网纹参数引用ISO 13565—2Rk在材料线性曲线的比例参数:Rk,Rpk, RvkMrlMr2A1A2 4,法国的3C网纹参数引用ISO12085标准: CR:criteriaofgrinding磨合标准 CF:criteriaofworking工作标准 CL:criteriaofgreasing润滑标准 二有关网纹的术语定义: 1,原始轮廓primaryprofile 在应用短波长滤波器As之后的总的轮廓. 2,粗糙度轮廓roughnessprofile 粗糙度轮廓是对原始轮廓采用Ac滤波器抑制 长波成分以后形成的轮廓.这是故意修正的轮廓. 注:1)粗糙度轮廓的传输频带是由As和Ac轮 廓滤波器来限定的; 2)粗糙度轮廓是评定粗糙度轮廓参数的基础: 3)As和Ac之间的关系未做规定. 3,中线Meanlines 具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线. 4,粗糙度轮廓中线Meanlinefortheroughness profile 用轮廓滤波器Ac抑制了长波轮廓成分相对应 的中线. 5,取样长度samplinglengthlp,lr,1w 用于判别被评定轮廓的不规则特征的X轴向 上的长度. 20内燃机与配件2010年第1期 注:评定长度粗糙度和波纹度轮廓的取样长度 lr和1w在数值上分别与轮廓滤波器Af和Ac的标 志波长相等.原始轮廓的取样长度lp则与评定长度 相等. 6,评定长度evaluationlengthIn 用于判别被评定轮廓的X轴方向上的长度. 注:评定长度包含一个或几个取样长度. 7,测量长度Measurementlength 仪器在被测表面测量时所运行的实际长度. 注:测量长度一般会比评定长度多一个取样长 度. 8,P一参数P—parameter 从原始轮廓上计算所得到的参数. 9,R一参数R—parameter 从粗糙度轮廓上计算所得到的参数. 10,W一参数W—parameter 从波纹度轮廓上计算所得到的参数. 三网纹参数的定义: 1,粗糙度参数Ra 粗糙度参数Ra(粗糙度的轮廓算术平均值)可 以用下图表示: 定义:在取样长度lm内,经滤波后的轮廓偏距绝对 值的算术平均值. RIz)ldx-~凡 1- II Ra参数可以用来监控被测表面上粗糙度的逐 步变化.这些粗糙度变化是由于切削工具磨损而导 致的 2,粗糙度参数Rz 2.1粗糙度参数Rz(DIN) 粗糙度参数RzDIN(平均峰谷高度) 定义:对于已经滤波的粗糙度轮廓来说,在Zl 到Z5这5个等量相邻的单元取样长度le中,单个 峰谷高度的算术平均值即为RzDIN.(符合DIN 4768标准).可以使用下图表示: Rz(DIN):Rtm=-L?Rti 图2 2.2粗糙度参数Rz(ISO) 粗糙度参数RzISO(十点高度)可以使用下图 表示: 阔3 定义:在评定长度内,五个最高的轮廓峰高值和五个 最低的轮廓谷深值的绝对高度(相对于轮廓中fl,线) 的平均值之和称为十点高度(符合DIN4762/1,ISO/ DIS4287/1标准) 2-3粗糙度参数Rz(JIS) 粗糙度参数Rz.『IS(十点高度)可以使用下图表示: 取样长度 图4 定义:在取样长度内.五个最高的轮廓峰高值和 五个最低的轮廓谷深值的绝对高度(相对于轮廓中 心线)的平均值之和称为十点高度(符合日本和我国 GB/T3505—1983标准). 2.4粗糙度参数Rz 粗糙度参数Rz(轮廓的最大高度)可以使用下 图表示: j 一 人 \f/ 图5 定义:在一个取样长度内,最大轮廓峰高Zp和 杨卫民:缸套内孔珩磨网纹参数及其检测21 最大轮廓谷深Zv之和的高度(符合我国GB/T3505— 2000标准). 3,距离参数PC,D和RSm /\ 7: lU 圈6 PC(轮廓波峰统计)的定义:在评定长度内(转 换成长度为l0毫米的标准距离),超过所规定的上 部和下部统计边界带宽的波峰和波谷数目就是PC (符合49—83E欧洲标准). D(轮廓峰密度的定义):在评定长度内,所测得 的波峰和波谷的总数目称为轮廓峰密度(符合 DIN4762,ISO4287标准). RSm(轮廓微观不平度的平均间距1:在PC和D 参数中统计了波峰数目,这些波峰之间的平均距离 就是RSm.(符合DIN4762,ISO4287,BS1134标准) 注:一般情况下,统计边界位于中心轮廓线两侧,是 对称的,即中线向上和向下到达边界的距离是相等 的.不过,用户也可以根据实际情况任意设定统计 边界. 4,轮廓支承长度率(Rmr(c)) 在给定水平位置c上,轮廓的实体材料长度Ml (c)(评定长度内,一平行于X轴的直线从峰顶线向 下移一水平截距c时,与轮廓相截所得各段截线长 度bi之和)与评定长度ln的比率. 胁:: 给出Rmr(c)参数时,必须同时给出轮廓水平截 距c值. 图7 Rmr(c)是GB/T3505—2000(表面的结构的术语, 定义及参数》给出的符号,以前的标准轮廓支承长度 率使用的符号是tp. 5,Rk在材料概率曲线参数:Rpq,Rvq,Rmq i鼻噬 —一 扑嚣 —一 砬擗(鞋鼻)畸年的童j夔矗寓中心曲碡? 4--赣封,转覃,l半静秤l嗣鹱露瑶辩中心的荐一 慕于雨韩彗葛ml啬盎墙x警嚣封膏J睫制^的不孽塞丝毓油主). 图8概率支承率曲线 图9粗糙度轮廓和相应的概翠支承率曲线及 确定Rpq,Rvq,Rmq的区域 Rpq一是图8塬区部分线性回归的斜率. Rvq一是图8谷区部分线性回归的斜率. Rmq一是塬区与谷区交点处的支承率(见图9). 6,Rk在材料线性曲线的比例参数:Rk,Rpk, Rvk,Mrl,Mr2. 这几个参数在现代网纹中使用频率最高,本文 作一重点介绍. (1)参数定义: I璺I10 粗糙度核心轮廓:除去突峰和低谷的粗糙度轮 廓(见图10中间部分): 核心粗糙度深度Rk:粗糙度核心轮廓的深度 (见图10): 支承率Mrl是由粗糙度核心轮廓与突峰的相 交线确定的水平线所对应的百分数: 支承率Mr2是由粗糙度核心轮廓与低谷的相 交线确定的水平线所对应的百分数; 去除的峰值高度Rpk:高于粗糙度核心轮廓的 突峰的平均高度(进行平均过程减小了特别突出的 内燃机与配件2010年第1期 高峰对这个参数的影响); 去除的谷值深度Rvk:低于粗糙度核心轮廓的 谷值的平均深度(进行平均过程减小了特别突出的 低谷对这个参数的影响). (2)测量基准 为了测量符合GB厂r48778—2002规定的轮廓, 推荐使用外部基准无导头的测量系统;在仲裁时应 使用这种测量系统. (3)确定粗糙度轮廓的滤波过程 滤波过程分几个阶段进行,并得到相应的修正 轮廓(见图11). 第一条中线上对原始轮廓进行初步滤波得到 的,该滤波器是符合GB/T18777(IS011562)的相位 修正滤波器,使用的截止波长符合第6.3条的规定, 对应的测量条件符合GB/T6062—2002的表1.在原 始轮廓上所有低于这个中线以下的谷(见图11中阴 影部分)都用中线代替(见图12). 在已经消除深谷影响到轮廓上再次使用相同的 滤波器,从而获得的第二条中线(见图l3);这条中 线上用于评定轮廓参数的基准线. 将这条基准线移至最初原始轮廓(见图l4),由 此原始轮廓与该基准线的差获得作为评定Rk参数 相应的粗糙度轮廓(见图15). 滤波过程 图11未经滤波的基础轮廓 图12消除漂谷影响且耒滤波的原始轮廓 圈13基础线在消除谷后且未滤波的园地轮廓上的位置 囤14基准线在原始轮廓上的位置 图15评定Rk参数相应的租糙厦轮廓 (4)截止波长入c与评定长度ln的选择 对这样表面的测量更适宜采用he=0.8ram的截 止波长.在允许的例外情况下,也可采用he=2.5mm. 但应在技术条件和测试结果中说明. 截止波长入c与评定长度ln的关系单位:mm Ac O.8 2.5 ln 4 12.5 (5)计算参数Rk,Mr1,Mr2 计算所得的等效线分别与横坐标Mr=0%和 Mr=100%相交.从这两个交点平行横坐标作两条直 线.这两条直线将突峰和低谷分离.两条直线之间的 部分即为粗糙度核心轮廓(见图l6). 这两条直线之间的垂直距离为核心粗糙度深度 Rk:这两条直线与材料支承率曲线的交点的水平坐 标分别定义了Mrl和Mr2(见图16). 图16Rk,Mr1,M的计算 (6)等效线的计算 等效线用包含40%的被测轮廓点的支承率曲 线的核心区域来计算.所谓"核心区域"是指支承率 曲线中大于40%的支承率曲线部分割线倾斜度最 小时的区域f见图16).如图16所示,以Mr=-0%为起 点,沿支承率曲线以?Mr=40%移动割线,?Mr=40% 倾斜度最小的这段割线构成了支承率曲线的"核心 区域".如果有多个这样相等的倾斜度最小的区域, 则选择第1次碰到的区域进行计算.计算"中心区 域"直线给出沿轮廓坐标方向的最小方差. 注:为了确保支承率曲线的有效性.粗糙度轮 廓垂直分度垂直量化步距的选择应该至少满足有 杨卫民:缸套内孔珩磨网纹参数及其检测 "内.对于粗糙度很小或近 l0个分度落在"核心区域 乎理想的几何平面,这种分度 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 由于受到测量设 备分辨率的影响已不再有任何意义.在这种情况 下,测试结果中必须注明等效线计算中所用的分度数. (7)Rpk和Rvk的计算 支承率曲线与核心粗糙度Rk的边界围成的 上,下区域(如图16阴影部分所示),分别对应粗糙 度核心轮廓之外的峰轮廓区域和谷轮廓区域. 参数Rpk和Rvk分别为"峰区"和"谷区"等面 积的直角三角形的高(见图17)."峰区Al"对应的 直角三角形以Mr1至0作为底边:"谷区A2"对应 的直角三角形以100%至Mr2作为底边. 注:所涉及的参数的计算只适用于支承率曲线 为图l6和图17所示的"S"型,且仅有唯一的曲率 转折点,经验表明,研磨,磨削或珩磨表面属于这种 情况 t缸 一 一. 寸{ 图17Rpk和Rvk的计算 Rk参数主要用来评定平稳表面,以控制这些表 面的功能 对Rk,Rpk和Rvk三个参数来说,用户可以利 用它们分别或者单独评定中心区域,波峰区域和波 谷区域.因为这些参数的数值虽然都与表面的功能 特性相关,但是它们之间的相关性并不相同. 7,3C网纹参数:CR,CF,CL 3C网纹主要是法国使用法国标准被 ISO12085标准采用,CR,CF,CL的全称分别是tpaf CR,tpafCF/,tpafCL. 根据法国标准,这些参数是指在未滤波轮廓 中,支承率的截止线深度. 3C这几个高度参数是用来确定磨合标准,运行 标准,润滑标准.法国汽车业使用这几个参数很长 时间,以设置各标准状态的上下限范围. CR:criteriaofgrinding磨合标准 CF:criteriaofworking工作标准 CL:criteriaofgreasing润滑标准 从功能上来讲,CR,CF,CL与Rpk,Rk,Rvk是 一 样的 圈18 四网纹参数的检测和评定时应注意 的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 由于近年来,我国国内各个单位所引进的国外 粗糙度仪各有所长,不尽相同,所评定参数的方法, 方式和所表示的释义以及在相同的评定方法和方 式所采用的符号都有所差异.因此,在检测时,要了 解检测仪器的性能,它所评定出来的粗糙度参数是 不是我们所需用的,哪些参数是可以代替我们所需 用的.如: 1,前面所解释的Rz的定义,就有四种释义和 评定方法: 2,3C网纹参数(tpafCR/tpafCF/tpafCL)在 HOMMEL(霍梅尔)粗糙度仪上可以直接设置,而在 Taly(泰勒)仪器上则采用Htrc参数进行设置; 3,Rk在材料线性曲线的比例参数:Rk,Rpk, Rvk,Mr1,Mr2,A1,A2在检测评定时需要专用的Rk 滤波器(M2),在评定时霍梅尔T8000仪器为了避免 在检测Rk参数时选错滤波器,在软件设计时只要 选中Rk参数仪器就自动默认并运行Rk滤波器,而 在Taly(泰勒)仪器上则有两种评定方式一种是(评 定长度为一个取样长度)的,一种是Rk(VDA)(德 国)(评定长度为五个取样长度)的; 4,Rk在材料概率曲线参数:Rpq,Rvq,Rmq则 需用专用的测量软件进行分析评定; 5,滤波方式的不同;有的滤波方式是在测量长 度上前后各截取半个取样长度不进行评定;而有的 则是在测量长度上第一个取样长度不进行评定.综 上所述,所以,我们在检测和评定时,要看所用仪器 的使用 说明书 房屋状态说明书下载罗氏说明书下载焊机说明书下载罗氏说明书下载GGD说明书下载 ,了解所用仪器评定出来的参数所代 表的含义.从中选择我们所需用的合适的参数向用 户提供可靠的数据,尽量保持统一.技术设计人员 在采用现行的技术文件和图样时必须小心慎重,因 为不同类型的仪器按不同的规定计算所取得结果 之间的差别并不都是非常微小而可忽略.在仲裁时 应使用外部基准无导头的测量系统. (下转26页) 26内燃机与配件2010年第l期 { l I团200~Gl1图t-… l ; f } 圈8各种处理层的铝熔着发生时间 基材表面的预处理对于润滑膜的使用性能起 着非常重要的作用,基材表面粗糙度和微晶的排列 方式对润滑膜的寿命有相当大的影响,可采用各种 预处理的方法使基材表面达到最理想的状况.对于 金属表面,通常采用喷砂,磷酸盐处理,电镀,浸蚀 等,活塞环一般采用不处理或者磷酸盐处理如图9 所示 ? 工 ? 旱I 固体膜润滑剂 磷酸盐化的金属表面上的固体膜润滑剂 因金属 口树脂 豳磷酸盐层 一同体润滑剂 雹量 {-g+呼 ? 圈9典型固体润滑剂涂层的结构葸图 2.2活塞环外圆上喷涂树脂涂层 为提高初期磨合性能,活塞环外圆可以喷涂上 树脂涂层,这样可以减少初期磨合挣缸现象.该技 术目前应用比较少,主要有锰磷化,镀锡来替代应用. 2.3螺旋环外圆喷涂树脂涂层 活塞环油环的螺旋撑簧油环由于和油环环体 之间接触并摩擦会产生磨损,为避免磨损可以对螺 旋撑簧喷涂特氟龙处理(如图l0),降低摩擦系数. 减少磨损. 圈10喷涂特氟龙处理的螺旋撑簧 另外由于缸套加工误差或缸套的磨损后,缸套 上下止点之间的直径并不一致.活塞油环在上下运 动时,随着缸套直径的变化,油环环体开口在不停 的变大变小,这样开口处的螺旋撑簧和油环环体内 圆摩擦磨损相对其他处更大,在柴油车上这种现象 更为明显.除了螺旋撑簧在开口处进行密绕处理, 增大接触面积减小摩擦压力外.也可以在撑簧的此 段装上聚四氟乙烯保护套管(如图11),这样可以减 小撑簧和环体内圆的摩擦磨损. 图11开口t1:装上聚四氟乙烯保护套管 3树脂涂层的工艺过程 既然树脂涂层有如此多的性能和应用,那么涂 层是如何加工出来的呢?下面简单介绍一下树脂涂 层常用加工_丁艺(如图12): 日 来料,-__---一———————-___, 脱脂化学处理通风干燥 串《口成 喷涂烧结固化检验 图12特氟龙加m工艺流程圈 4总结 由于树脂涂层具有它特有的不粘性,低摩擦系 数,耐热,耐磨损,提高活塞环的磨合性,有效防止 初期磨合阶段活塞环槽和活塞环侧面铝熔着现象, 减少磨合阶段的漏气量,让活塞环很快达到正常工 作状态,在现今发动机高速高负荷化发展的情况 下,树脂涂层技术已经在活塞环设计上广泛应用, 我们ATG公司已经在轿车,摩托车上应用.并已经 取得特氟龙树脂涂层活塞环的专利. 参考文献 [1]T.曼格,,W.德雷泽尔.润滑剂与润滑.北京:化学工 业出版社2003 【21"PistonRingHandbook",FEDERALMOGUL BurscheidGmbH,April2003 『3】自动车用灭二/lJlJ,山海堂.平成9年 (上接23页) 参考文献 1,GB—T3505—2000产品几何技术 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 表面结构轮廓法 表面结构的术语,定义及参数: 2,GB/Tl8778.1—2002产品几何技术规范表面结构轮 廓法具有复合加工特征的表面 3,GB/T18778.2—2003/ISO13565—2:1996 4,Hommel(霍梅尔)粗糙度仪软件手册 5,Taly(泰勒1粗糙度仪软件手册 枷聊伽伽?0 艇巷耕辩毂