趙軍 孟偉勛 羅宏

摘要： 本文介紹了活塞環(huán)裝配現(xiàn)狀，以及我國活塞裝配技術(shù)的發(fā)展概況，以及未來活塞裝配技術(shù)的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞： 活塞環(huán)裝配技術(shù)裝配質(zhì)量

1.引言

活塞環(huán)是發(fā)動機(jī)的一個重要零件，它與活塞裝配在一起并安裝在在發(fā)動機(jī)的心臟部位，在發(fā)動機(jī)工作過程中，活塞環(huán)始終處在一種高溫、高壓和潤滑條件較差的環(huán)境，起著密封高溫燃?xì)狻⒄{(diào)節(jié)潤滑油、向氣缸傳熱和支承作用，與活塞、氣缸套相互聯(lián)系在一起，組成發(fā)動機(jī)的動力源，其裝配質(zhì)量對發(fā)動機(jī)的性能有很大的影響［１］。

2.活塞環(huán)裝配現(xiàn)狀

目前對發(fā)動機(jī)活塞環(huán)的裝配，國內(nèi)的發(fā)動機(jī)廠大多數(shù)仍然采用手工裝配，對產(chǎn)品質(zhì)量帶來的隱患和危害很大。具體表現(xiàn)在：（1）在活塞環(huán)裝配工序中，手工裝氣環(huán)入槽時，易造成活塞的頂部或槽邊被活塞環(huán)切掉，切下的鋁屑卡在活塞的槽內(nèi)形成磨粒。對返修的活塞環(huán)經(jīng)研究分析，認(rèn)為其主要原因就是這些磨粒造成活塞環(huán)的磨損［２］。（2）當(dāng)用手將活塞環(huán)撐開裝到環(huán)槽中時，易產(chǎn)生軸向扭曲或產(chǎn)生裂紋，甚至發(fā)生永久變形，導(dǎo)致氣密性變差，有時還會使活塞環(huán)折斷，嚴(yán)重影響到活塞環(huán)的使用壽命和功能。（3）手工裝配不僅生產(chǎn)效率低下，而且工人勞動強(qiáng)度高、安全性差。

3.活塞環(huán)裝配技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

經(jīng)查閱大量資料發(fā)現(xiàn)，目前國外關(guān)于活塞環(huán)的裝配領(lǐng)域上的研究資料極少，僅處于初期活塞環(huán)機(jī)械化裝配研究階段。如2002年日本株式會社發(fā)明的活塞環(huán)裝配裝置等。

而在國內(nèi)，我國目前是汽車和摩托車發(fā)動機(jī)的生產(chǎn)大國，這為活塞環(huán)裝配的領(lǐng)域上提供了研究的基礎(chǔ)和必要性，已取得了大量的研究成果。到目前為止，我國的活塞環(huán)裝配主要經(jīng)歷了以下幾個發(fā)展階段。

3.1早期的手工裝配或以簡單的工裝工具為主的手工裝配的裝配階段。

早期對活塞環(huán)的裝配普遍是采用手工裝配或如擴(kuò)張鉗的簡單工具裝配。用手工裝配或以簡單的工裝工具為主的手工裝配這樣的裝配方式不僅極易損壞活塞環(huán)的精度和劃傷活塞環(huán)的表面，而且影響活塞環(huán)的使用壽命，造成活塞環(huán)的斷裂和破壞氣缸等問題，并且效率低下，一致性差，難以適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)的需要；同時勞動強(qiáng)度大，存在安全隱患。

3.2初期的活塞環(huán)機(jī)械化裝配研究階段。

此類裝置主要由簡單的機(jī)構(gòu)組成，普遍采用人力作為裝配動力，此類裝置是由人工將活塞環(huán)置于頂升機(jī)構(gòu)上，活塞置于裝配頭上，通過手搖或腳踏等類似的方法啟動來推動活塞環(huán)裝配到位。

與早期的手工裝配相比，它在一定程度上用機(jī)械化裝配代替了手工裝配，提高并穩(wěn)定了產(chǎn)品質(zhì)量，提高了工作效率，減輕了勞動強(qiáng)度，降低了生產(chǎn)成本等特性。但是可靠性還不夠高，裝配效率較低，還是存在斷裂和扭曲等現(xiàn)象，一致性不好，存在安全隱患。

3.3近期的活塞環(huán)半自動裝配裝置研究階段。

此類裝配裝置共同點(diǎn)主要由以下機(jī)構(gòu)組成：料柱、送料機(jī)構(gòu)、裝配頭和頂升機(jī)構(gòu)。裝配工人將活塞環(huán)置于托盤上，活塞環(huán)檢測傳感器檢測到人工將活塞環(huán)放置到位，這時裝配氣缸推動頂升裝置將活塞環(huán)沿著裝配頭擴(kuò)張，直至裝配到活塞上［３］。

與初期相比，此類活塞環(huán)裝配裝置在一定程度上提高并穩(wěn)定了產(chǎn)品質(zhì)量，提高了工作效率，減輕了勞動強(qiáng)度。但還是存在一定的弊端，如可靠性還不夠高，還是存在活塞環(huán)斷裂等現(xiàn)象。

3.4目前的活塞環(huán)半自動柔性裝配裝置研究階段。

此類裝配裝置共同點(diǎn)主要由伺服電機(jī)、動力裝置、推料裝置和快速更換組件組成。如下圖所示，裝配工人將活塞環(huán)置于裝配頭上，活塞環(huán)檢測傳感器檢測到人工將活塞環(huán)放置到位，這時裝配氣缸推動頂升裝置推動一個活塞環(huán)厚度的行程就可以將活塞環(huán)裝配到活塞上［４］。

與近期相比，此類活塞環(huán)裝配裝置裝配行程短，裝配效率高，在一定程度上克服了翹曲變形等不穩(wěn)定性因素，同時該類裝置通過更換快速接頭實(shí)現(xiàn)了不同產(chǎn)品的柔性裝配。此類裝置在半自動裝配的研究領(lǐng)域已達(dá)到較高的水平。

4.結(jié)語

從我國活塞環(huán)裝配的發(fā)展情況來看，雖然我國在活塞環(huán)裝配領(lǐng)域取得了一定的成果，但是還存在著比較明顯的不足，如產(chǎn)品質(zhì)量一致性問題不能得到徹底解決，存在安全隱患；活塞環(huán)的扭曲等問題還沒有得到徹底解決；裝配自動化水平還不夠高，等等。裝配的全盤自動化是解決這些問題的主要方向，也是我國裝備技術(shù)發(fā)展的一個戰(zhàn)略目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

［1］楊明.汽油機(jī)活塞環(huán)簡易裝配工裝的設(shè)計(jì)和應(yīng)用［J］.內(nèi)燃機(jī)配件，2006，（1）：42-45.

［2］羅宏，唐其林，曾優(yōu)連.裝配活塞環(huán)的裝置.中國，200520010577.7［P］.2006-12-6.

［3］羅宏.活塞環(huán)的自動裝配機(jī).中國，200520010578.1［P］.2006-12-6.

［4］羅宏，趙軍，熊中林.自動裝環(huán)機(jī)的儲料/裝配裝置.中國，200820099387.0［P］.2009-4-1.