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1、开发与研究某S195汽缸套退刀槽的改型西南交通大学机械工程研究所 王志远 濮徳璋 程文明义为过渡配合。23摘要：针对某S195缸套在退刀槽处断缸的问题，分 析了该缸套I:退刀槽处的机械应力以及机械应力与热应力 的耦合结果。选出合适的退刀槽参数.代替原有设计中的 “U”型退刀槽。解决了原汽缸套断缸的问题.提出了缸 套生产流程中精车支撑肩工序应该注意的事项。关键词：汽缸套；退刀槽；应力分析；改型中图分类号：TK427文献标识码：A0引言某主机厂S195汽缸套频繁出现“断缸”问题，用户 称之“掉台”。检査报废缸套后.发现都从支撑肩下端面 与退刀槽交接的地方断裂。检测库存产品与在线产品，符 合国标GB
2、/T 1150-93的要求。用通用有限元软件分析了 不同形状退刀槽的机械应力和热应力后，从分析结果中确 定最优的退刀槽形状。代替了原设计改正后，频繁断缸的 问题得到解决。1选型原图退刀槽是U型（见图1）,而国内绝大多数主机 厂汽缸套的退刀槽是圆弧型（见图2）。例如：锡柴、大 柴、上柴.玉柴等重型汽午的汽缸奁采用的是圆弧型退刀 槽，而这些重型汽车运行时间长、负载大（因为大多都超 载）却没有反馈回来断缸信息。于是决定将这种S195缸2退刀槽应力分析2.1建模将退刀槽深度D、倒角半径R、角度a设为变虽. 建立汽缸套的参数化有限元模型，并将求解全过程制作成 命令流文件。目的是采用统一的求解方式.提高分
3、析数据 的可比性与参数互相组合后新模型的求解效率。考虑到 汽缸套为轴对称体.可简化为平面二维有限元模田.这 样使网格划分更细，求解精度和速度比全模大幅度提高。 为真实模拟汽缸套装配情况，在汽缸套支撑肩下端面A 处和上、下腰带B、C处与机体的汽缸套孔接触面间建 立接触单元（见图3）,其中上、下腰带与机体间配合定图 3 Fig.32.1.1缸套材料及性能耐热硼铸铁，成份为:C:3l33%；Si:l79%; Mn: 0.6-0.8%; Sn0.254）.35%； PW0.12%,力学性能:灰铸铁 在室温到340T范围内力学性能受温度影响小，E=l. 05E11N-/M2,泊松比取小应变下0.26o机
4、械载荷说明：由 于是小型单缸发动机.认为缸套上端面承螺母锁紧力产生 的压强均匀分布。.2.2载荷的确定按照装配与维修要求，每个缸盖螺母施加的预紧力矩 为22Kg-mt换算为2156Nm。总力矩：F： 螺纹副轴向载荷；知可以近似取0.2,美、日、徳建议知 取 0.15-0.20 之间叽 FT/kT -d=67 3757V. d：缸盖螺栓公 称直径.0.016mm。4个螺栓总预紧力269 500N,汽缸垫 的承压面积0.027m缸盖垫上压强9.98Mp,也是缸套支 撑肩上端面的压应力。对圆弧型退刀槽分组计算 D：退刀槽深度，R：退 刀槽底倒角半径，a：等效应力。按机械加工中常用的三 种倒角角度a和
5、小口径缸套退刀槽倒角半径R.以及退 刀槽深度D为参数，列表计算退刀槽圆弧上由螺母预紧 力而产生的最大等效应力rMp,（30。情况见表1 ; 45。 角情况见表2; 60角情况见表3）。表 1a =30(Mp)D (mm0. 500. 600. 700. 800.5 与 0.8 粋)115.2614.8814.5814.326.561.2514.0413.7313.4713.226.211.512.8912. 7212. 5412. 364.291 与 1.51(%)18. 3816. 9816.2715.86D(mm0. 500. 600. 70V. 800. 5 与 0. 8 差()116.1215.6815. 3114.987.611.2515.D114.6514.2813. 987. 361. 513. 9713.7113.4513.215.751与15差（%）15.3914. 3613.8313. 39表 2a =45(Mp)湖北农机化2008年第4期