62242汽车发动机螺旋衬簧铸铁油环技术条件 标准 QC T 547-1999.pdf

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1、中华人民共和国汽车行业标准 QC/ T 5 4 7 -1 9 9 9 汽车发动机螺旋衬簧铸铁油环 技术条件 代 替 J B 3 9 1 6 - 8 5 本标准适用于汽车发动机螺旋衬簧铸铁油环.凡上述范围内的活塞环必须符合本标准的规定。 技术要求 1 . 1 产品应按照本标准的要求并根据按规定程序批准的产品图和技术文件制造。 1 . 2材料 铸铁油环: 合金铸铁、 高强度铸铁。 螺旋衬簧: 碳素弹簧钢丝、 合金弹簧钢丝。 螺旋衬簧连接销: 碳素弹簧钢丝。 1 . 3 材料的化学成分应能保证活塞环的性能要求。 1 . 4 合金铸铁油环的金相组织应符合QC / T 5 5 5 -1 9 9 9 (

2、汽车、 摩托车发动机单体铸造活塞环金相标准 的规定。其它材料的铸铁油环的金相组织按产品图或有关技术文件规定。 1 . 5 成品环的硬度 a ) 低合金铸铁油环: HR B 9 8 - 1 0 8 ;钨合金铸铁油环: HR B 9 6 - - 1 0 6 ) ,同一片环上的硬度差不超过 4 个 H R B单位。 b )高强度铸铁油环、 螺旋衬簧、 连接销: 按产品图规定。镀铬环的铬层硬度不低于HV( 2 0 0 ) 7 5 0 a 1 . 6 弹性模数( E) 合金铸铁油环: 9 3 . 2 士1 4 . 7 k N / m m ( 9 5 0 0 士1 5 0 0 k g f / m m )

3、高强度铸铁油环: 按产品图规定。 17 弯曲强度极限值( 。 。 ) 合金铸铁油环: 不低于3 9 2 N / m m ( 4 0 k g f / m m z ) ; 高强度铸铁油环: 按产品图规定。 18 弹性模数与弯曲强度极限值的比值: E / Q b 簇2 4 0 , 1 . 9 铸铁油环与螺旋衬簧的组合弹力应符合产品图规定。其波动范围应不超过基准弹力值士2 0 Y o e 1 . 1 0 组合油环的热稳定性 铸铁油环和螺旋衬簧组装后在相当于汽缸直径的 环规中 分别在1 5 0 0C , 2 0 0 C, 2 5 0 温度下各保温 5 h , 碳连续共 1 5 h ， 然后在空气中冷却至

4、室温， 其弹性消失率为: 衬 簧 材 料 为 碳 素弹 簧 钢 丝 不 大 于2 5 %; 衬簧材料为合金弹簧钢丝不大于 1 2 0 a 1 门1 表面光洁度( 粗糙度) 1 . 1 1 . 1 铸铁油环: a ) 端面: R(0 . 6 3 s m( 不低于 73 ) ; b ) 不镀铬外圆面: R , : 2 . 5 -5 K m( p5 - - 176 ) ; C镀铬外圆面 风镇0 . 6 3 p m( 不低于 甲8 ) 国家机械 工业局 1 9 9 9 - 0 3 - 1 5批准 2 7 2 1 9 9 9 - 0 3 - 1 5实施 QC/r 5 4 7 -1 9 9 9 1 . 1

5、 1 . 2 螺 旋衬簧 : a ) 外圆磨削: R , -1 0 0 mm不大于0 . 3 5 m m， 同一片环上相差不超过0 . 1 8 mm, 组合径向厚度公差: 不大于。 . 2 5 m m, 1 . 1 6 铸铁油环刮油刃径向接触偏移: 不大于0 . 1 5 m m, 1 . 1 7 铸铁油环刮油刃轴向对称度: 不大于 0 . 4 0 , 1 . 1 8 螺旋衬簧外径公差: 外圆磨削不大于 0 . 0 5 mm; 外圆不磨削 不大于。 1 0 m m , 1 . 1 9 螺旋衬簧自由长度( L ) 公差:士l . 0 0 mm, 1 . 2 0 螺旋衬簧两端应并圈， 并圈数按产品图

6、规定。 1 . 2 1 铸铁油环的端面翘曲度不大于。0 6 mm, 1 . 2 2 外圆漏光度 铸铁油环和螺旋衬簧组装后放人相当于汽缸直径的环规中进行漏光检验时， 环的外圆应与环规壁密 分， 不得漏光。 1 . 2 3 表 面处理 1 . 2 3 . 1 铸铁油环刮油刃外圆镀铬的铬层厚度按产品图规定。 仅规定最小厚度的地方， 厚度不应小于规定 值; 规定厚度极限的地方， 实际厚度可以比最大值大 。 . 0 3 mm， 比最小规定值小 。0 2 mm, 1 . 2 3 . 2 铸铁油环内圆的衬簧沟槽表面要求镀铭的， 其铬层厚度不小于 。 . 0 0 5 m m. 1 , 2 3 . 3 螺旋衬簧

7、外圆镀铬的， 其铬层厚度不小于。0 0 5 m m, 1 . 2 3 - 4 镀铬环镀后应经去氢处理。 铬层与基体应结合牢固， 不得有脱铬现象。 铬层与基体的分界面上完 全分离才算作脱铬。如不是在分界面上分离， 而仅是铬层本身崩缺或铬层与基体一同崩脱时， 则不应视为 脱铬 。 1 . 2 3 . 5 铸铁油环的刮油刃、 衬簧沟槽、 衬簧外圆按设计和使用条件或经供需双方协商也可不镀铬。 2 7 3 Q C / T 5 4 7 -1 9 9 9 凡未镀铬表面应镀锡、 磷化、 氧化或作其它防蚀性处理。 1 . 2 4 刮油刃镀铬的铸铁油环外圆面开口处两端面应倒角， 铸铁油环的衬策沟簧两端应倒角。 1

8、 . 2 5 外观缺陷 铸铁油环表面不允许有裂纹、 毛 刺、 锈蚀、 缩松、 夹渣和崩缺现象。 允许在开口两 端面的内棱角上和内 圆表面在铣通油孔处有不大于0 . 5 m m 的崩缺; 在环的上下端面和内圆表面允许有最大长度不超过 0 . 5 mm、 深度不超过 0 . 2 mm的孔洞或凹痕存在， 其数量不超过 3 个， 孔洞相互距离应大于 1 0 m m， 并且 不得在开口对面 3 0 0 范围内， 也不得在上下端面与内圆表面相交的棱角处和油环的油孔上下侧。 镀铬油环不允许有铬瘤、 铬层裂纹、 尖锐铬边和铬层崩缺， 铸铁油环外圆表面及上下端面不允许有粗加工残留的刀痕、 振纹及氧化皮。 内圆表

9、面允许有轻微的切 削痕迹， 其深度不超过。 . 1 mm, 1 . 2 6 铸铁油环及衬簧的残余磁性不大于8 0 0 mT( 8 G s ) , 试验方法 2 . 1 机械性能试验 本试验包括活塞环的硬度、 弹性及弯曲强度试验， 在弹性及弯曲强度试验中， 测力法和测力矩法( 采用 阿姆斯勒活塞环机械性能试验机) 同样有效. 2 . 1 . 1 活塞环硬度试验 2 . 11 . 1 铸铁油环硬度按 G B / T 2 3 0 -1 9 6 3 金属洛氏硬度试验法测定， 取标尺 B读数。 环的硬度在环的端面上距开口5 “ - 7 mm处、 开口对面( 与开口成 1 8 0 “ 处) 及与开口成 9

10、 0 0 等三处测 定， 每处测三点， 且测量点距环边缘应大于1 m m, 取此三点硬度的平均值作为该处的硬度值， 三处硬度值 的最大差值为该片环的硬度差。 环的硬度应在实心部位测定。当开口对面( 与开口成 1 8 0 0 处) 或与开 口成 9 0 0 处为通油孔时， 则应选 择邻近的实心部位测定。 2 . 1 - 1 . 2 镀铬环的铬层硬度用显微硬度计测定。 2 . 1 . 2 弹性试验 本试验用于测量铸铁油环的弹性模数及弹力。 a )测力法 测量环弹力的施力方法应按图 1 进行， 弹力的大小由测量所得的切向弹力 P, 或径向弹力 P : 的数值 评定. 图 1 弹性试验 切向弹力P 系

11、用厚度不大于0 . 1 2 m m， 其尾端为刚性窄板的光滑薄钢带箍紧活塞环外圆， 使活塞环 开口尺寸缩拢至产品图规定的开口工作间隙( S o ) 或使活塞环外径达到缸径时所需的力。 尸， 系通过刚性窄 2 7 4 Q C / r 5 4 7 -1 9 9 9 板传递， 其方向应在活塞环外圆的切线方向。 径向弹力P z 系在与通过开口 间隙中 心的直径相垂直的直径方向 直接加力在活 塞环上， 使活塞环开口 尺寸缩拢至产品图规定的开口工作间隙( S o ) 时所需的力。 尸， 与P: 的关系为: Pz =2 . 6 3 P, . . . . . . . . . . . . . . . . . ，

12、 ， ， ， ， 一( 1 : 式中: P , 活塞环的切向弹力， k g f ( N) ; 尸 : 活塞环的径向弹力， k g f( N) , 活塞环外圆表面作用于汽缸壁的平均单位压力( P m ) 可按下式计算: _尸，_ 尸 Pm = 0 . 7 6 二 ee 只 = 2 r 0 a “D a D 式中: P m 平均单位压力， k g f / c m ( N / m m ) ; D油环外径( 汽缸直径) , C M; 6 o油环外圆表面与汽缸壁的 接触宽度， c m 弹性模数( E) 可按下列公式计算: E = 5 .3 7 赫溉， (孕 一 1 ) 1 2P , 骊 ( _D1 2

13、bo (S - s .) ( t 一 ，3 ( 2 ) ( 3 ) 式中: E 弹性模数， k g f / m m ( k N / m m ) ; t 环的径向厚度， m m; b 环的轴向高度， m m; S环的自由状态开口尺寸， m m S a 环的工作状态开口间隙， mm。开口尺寸的测量应在开口两端径向厚度的中心处进行。 lp 惯性力矩系数。 0 =h / I , , I , =b t / 1 2 矩形实心断面的惯性力矩， mm “ , h油环由于切槽、 穿孔、 倒角等而减弱的断面对其中性轴的惯性力矩， mm“ , b )测力矩法: 用阿姆斯勒活塞环机械性能试验机作弹性试验时， 油环的弹

14、性模数( E) 按下列公式计算 一 _6 2 . 8 3 XR. XM 也 = -下 - 丁 下 二一 舀 下 - 2 W 一 。 0 少 式中: Mn 如图 2 所示将活塞环开口处夹持， 使开口尺寸缩拢至产品图规定的开口工作间隙( 凡) 时所 需的力矩， k g f c m; 图 2弹性试验 图 3 2 7 5 Q C / T 5 4 7 -1 9 9 9 R , 油环的重心半径( 图3 ) , mm, 矩形实心断面活塞环: Ra = 矩形实心断面: D - t2 I b t 1 2 式中: I 活塞环断面的惯性力矩， m m% 对于切槽、 穿孔、 倒角的减弱断面: I =I 2 弹力计算

15、: _M , P , = i. 75 = ， “ ， ， . . . . ， . ， ” . . . . ， .k b少 找, P2 =2 - 6 3 P, 组合弹力的测量是将铸铁油环和螺旋衬簧组装后， 如图 4 用薄钢带箍紧环的外圆， 一端固定， 一端施 加拉力， 使环收缩至开口端接触后再逐步减小拉力， 使环回弹至开口尺寸达到规定的工作间隙时， 所加的 拉力即为组合油环的切向弹力。 为了消除测量时的摩擦力， 测量时应如图4 所示， 施加振幅为0 . 1 5 m m, 频率为 4 0 -5 0 Hz 的切向振 动或轴向振动， 并在摩擦面间涂复稀薄润滑油。 铸铁 油环 称切带 报 动 一 图 4

16、 3 弯曲强度试验 a )测力法 : 活塞环的弯曲强度极限值( o r, ) 按下列公式计算 : 尸 o ( D - t ) _ o r, =一 2 W, 飘0 6 = 3 PB ( D-t ) b t z 笋 式 中 : O b弯 曲 强 度 极限 值， k g f / m m ( N / m m 2 ) ; 尸 ， 在与通过开口 间隙中 心的 直径相 垂直的 直径方向拉断活塞环所需的力， k g f ( N ) ; 2 7 6 Q C / T 5 4 7 -1 9 9 9 图5 弯曲强度试验( 测力法) T =W2 / W, 活塞环的断面减弱系数; 矩形实心断面: 0 =1 ; 对于切槽、

17、 穿孔、 倒角等的减弱断面: 0 1 ; W, - b t 3 / 6 - 矩形实心断面的断面系 数， m m 3 ; W3 =I 3 / Z . . = 因切槽、 穿孔、 倒角等而减弱的断面系数， mm ; Z , 活塞环断面上中性轴到危险应力边的距离， mm. b )测 力矩法 用阿姆斯勒活塞环机械性能试验机作活塞环弯曲强度试验时， 活塞环的弯曲强度极限值( a , ) 按下式 计算 : a , =1 0从 / W3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

18、 . . . . . . . ( 7 ) 式 中:M, 如图 6所 示扳断活塞环所需的力矩 ， k 妙 “ c m. 图6 弯曲强度试验( 测力矩法) 2 门. 4 0 与0 值除按前述方法 计算外， 亦可用试验方法得到: a )选用同一批毛坯加工出的各不少于2 0 片的矩形实心断面活塞环和断面己减弱的油环， 两者的 b 和t 应有相同的尺寸; b )测量每片活塞环的自由状态开口尺寸和弹力值， 按公式( 3 ) 计算出矩形实心断面活塞环的弹性模 数( E ) ( 注: 此时 =1 ) ， 取 E的平均值; c ) 将公式( 3 ) 移项并取与矩形实心断面活塞环相同的E值计算出断面已减弱的油环的

19、 0 值。 即 . 、 = ; 2 7 卫,卫 - 1 、 3 一 二- 一 b ( S-S , ) E t 2 7 7 Q C / T 5 4 7 -1 9 9 9 尸 ，D 飞 工 曰 b ( S -S o ) E t d ) 将上述活塞环按图 5 方法拉断， 按公式( 6 ) 计算出矩形实心断面活塞环的弯曲强度极限值( a , )此 时“ =1 ) ， 取其平均值。然后将公式( 6 ) 移项并取与矩形实心断面活塞环相同的。 。 值计算出断面已减弱的 油环的 0值 。 一 0 -3 Pa ( D-t ) b t a , 。 ) 按与上述相同的原理也可 用阿 姆斯勒活 塞环机械性能 试验机试

20、验得出Sb 和0 值 2 . 2 热稳定性试验 活塞环的热稳定性试验按下述步骤进行: a )测量并记录活塞环的组合弹力 尸 。 ; b ) 将活塞环组合装人相当于汽缸直径的环规中， 加热到本标准第 1 . 1 0 条规定的温度后连续保温， 然 后连同环规从炉中取出在空气中冷却至室温， 再测量活塞环的组合弹力 P o 。活塞环的弹性保持系数( S ) 按下式计算: PZ_ d = 一 ; - X 1 0 0 厂 。 ( 1 0 ) 式 中 2 . 3 : 尸 。 加温前的原始弹力; 尸 加热保温后空气冷却至室温后所测得的弹力。 组合油环的弹性消失率( 帕按下式计算 尸尸一 尸 n 71 = 一-

21、 =X i i ) 0 肠 厂 o ( 1 1 ) 端面翘曲度检验 铸铁油环的端面翘曲度检验应在专门的检验仪上进行。 该检验仪为两块平整光滑的平行平板， 两平板 间距离为环高的最大尺寸加上允许的最大翘曲度数值， 平板高度和宽度均应大于活塞环自由状态外径。 环 在自身重量的作用下， 应能从两平行平板间自由下落。 2 . 4 漏光度检验 环的外圆与环规壁的密合程度， 由检验组合油环( 即铸铁油环与螺旋衬簧组装后) 在环规中的漏光度 评定， 环规内径应等于相应的汽缸直径， 环规内圆的粗糙度 n 。 不大于。 . 6 3 p m。 如果环在整个外圆周上与 环规壁间没有产生光隙， 则该环被认为与环规完全

22、密合。 环的外圆周与环规壁间光隙弧长所对应的中心角 数值即为铸铁油环的漏光度。 检验漏光度应采用专门的漏光检验仪， 并在暗室中进行。检验仪的光源应采用 3 6 V, 6 0 W 的磨砂灯 泡， 光源中心距环端面 1 0 0 mm， 光线与肉眼视线应为一条直线， 并垂直于环的端面 2 . 5铬层厚度在环的开口左右 4 5 0 及距开口1 8 0 0 处三处测量。 铬层与基体结合强度试验 用手折断镀铬的铸铁油环， 按本标准第 1 . 2 4 及 1 . 4 条的规定试验判断。 验收规则 3 . 1 产品须经制造厂的技术检验部门按产品图和本标准各项技术要求检验合格后才能出厂。 3 . 2 订货单位验

23、收产品时， 可按本标准第 1 . 1 2 条、 第 1 . 1 4 条、 1 . 1 5 条、 1 . 2 2 条, 1 . 2 3 条和第 1 . 2 6条所 列项目进行。也可按具体机型的要求或按照订货单位与制造厂的技术协议进行。 3 . 3 订货单位抽验产品质量时， 按GB / T 2 8 2 8 -1 9 8 1( 逐批抽查计数抽样程序及抽样表 规定， 合格质量 水平( AQ I ) 值和抽样次数等方案由供需双方商定。 2 7 8 QC/ r 5 4 7 -1 9 9 9 4 标志、 包装、 运输和保管 4 . 1 油环在包装前必须清洗干净， 涂以防锈油脂或作特殊防锈处理， 用结实不透水

24、的中性纸或中性塑料 袋包装， 再装人硬纸盒内， 每只纸盒应装人同一机型、 同一规格的供一台发动机使用的全套活塞环( 即组合 油环和压缩环， 订货单位要求单独包装者除外) 。 4 . 2 包装盒上应标明: d )制造厂名称、 厂标和地址; b ) 产品名称、 型号及规格; C )数 量; d ) 包装 日 期。 注:留修口量者应在包装盒上注明。 4 . 3 每只纸盒内应附有制造厂技术检验部门检验员签章的产品合格证和介绍产品性能以及装配使用要 点的产品使用说明书。 4 . 4 用纸盒装好的活塞环， 再装人衬有防水纸的干燥包装箱内。包装箱应保证活塞环在正常运输中不致 损坏。箱子总重量不超过 5 0

25、k g 。如订货单位同意， 也可采用简易包装方法。 4 . 5 包装箱外部应标明: a ) 制造厂名称及地址; b )产品名称、 型号及规格; c )数量及毛重 ; d )收货单位名称及地址; e )产品出厂日期; D “ 小心轻放” 、 “ 防潮” 、 “ 防压. 等标记。 4 . 6 活塞环应存放在通风和干燥的仓库内， 在正常保管情况下， 自出厂之 日 起， 制造厂保证产品在 1 2 个 月内不易锈蚀 。 附加说明 : 本标准由国家机械工业局提出。 本标准由全国汽车标准化技术委员会归口。 本标准起草单位: 武汉汽车活塞、 活塞环、 轴瓦研究室。 本标 准主要起草人 : 田文三 。 2 7 9