常永鑫 陳中樂 蔣佳華 馬林
摘要:本文簡(jiǎn)略介紹了試漏機(jī)的發(fā)展過程,以及不同形式的試漏機(jī)的特點(diǎn),以及其在發(fā)動(dòng)機(jī)加工線上的應(yīng)用,并以干式氣密試漏機(jī)為例,介紹了試漏機(jī)在設(shè)計(jì)過程中的注意事項(xiàng),以供實(shí)踐參考。
關(guān)鍵詞:裝備制造企業(yè);試漏機(jī);結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的心臟,也是汽車內(nèi)重要的部件之一,發(fā)動(dòng)機(jī)的性能以及生產(chǎn)質(zhì)量很大一方面決定了汽車的性能。而發(fā)動(dòng)機(jī)的三漏問題(漏氣、漏水、漏油)也是發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)過程中的頑疾之一,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)泄漏量的確定一直以來都是發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)過程中必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)。本文介紹了試漏機(jī)的發(fā)展過程,以及其在發(fā)動(dòng)機(jī)加工線上的應(yīng)用,并以干式氣密試漏機(jī)為例,介紹了試漏機(jī)在設(shè)計(jì)過程中的注意事項(xiàng),以供實(shí)踐參考。
一、試漏機(jī)的發(fā)展過程
在早期汽車生產(chǎn)過程中,為了解決發(fā)動(dòng)機(jī)三漏問題,使用的是“浸水檢漏”的方法,這種方法是通過觀察發(fā)動(dòng)機(jī)缸體,缸蓋以及其它零件在水中由于氣密性不良而導(dǎo)致的氣泡來確認(rèn)其氣密性是否合格。此種方法固然可以很直觀的觀測(cè)到測(cè)試結(jié)果,但由于液體在泄漏孔內(nèi)側(cè)產(chǎn)生張力,增大了流量抵抗,導(dǎo)致細(xì)小泄漏孔在測(cè)試過程中很難發(fā)現(xiàn),極大的增加了漏檢的概率。并且由于此種測(cè)試方法必須由人工觀測(cè),無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,而且誤操作等人為原因很大的影響了測(cè)試結(jié)果。
直到20世紀(jì)80年代以后,由于鑄造,加工,裝配等相關(guān)技術(shù)水平的整體提高,并且在線氣密試漏技術(shù)在汽車生產(chǎn)過程中的廣泛應(yīng)用,發(fā)動(dòng)機(jī)的三漏問題終于得到的有效的控制。從此發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量有了很大的提高。
二、試漏機(jī)在發(fā)動(dòng)機(jī)加工線上的作用
試漏機(jī)在發(fā)動(dòng)機(jī)加工線上有很廣泛的應(yīng)用,其目的是在加工過程中發(fā)現(xiàn)缸體,缸蓋以及其它零件在密封性上面的缺陷,以防止在裝配完成后由于零件氣密性缺陷而導(dǎo)致的整機(jī)氣密性不合格,防止不必要的損失。
發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體,缸蓋試漏部位一般為水套,油道,進(jìn)氣門,排氣門,凸輪軸口,挺柱孔,活塞腔以及內(nèi)部腔體結(jié)合面。在生產(chǎn)過程中,根據(jù)實(shí)際情況確定試漏位置。
三、干式氣密試漏機(jī)的設(shè)計(jì)方法以及在設(shè)計(jì)過程中的注意事項(xiàng)
干式氣密試漏機(jī)的使用過程中,影響試漏結(jié)果最主要的原因?yàn)榉舛碌拿芊庑阅?,影響封堵密封性能的因素主要有封堵與工件封堵部分的位置關(guān)系,封堵壓縮量以及封堵表面質(zhì)量。在自動(dòng)化生產(chǎn)線中,封堵的使用壽命也是衡量試漏機(jī)性能的重要參數(shù)。以下就如何保證如上項(xiàng)目進(jìn)行討論。
(一)封堵動(dòng)作在設(shè)計(jì)過程中的注意事項(xiàng)
合理的封堵動(dòng)作是保證封堵密封性能的前提。并且合理的封堵動(dòng)作也可以延長(zhǎng)封堵的使用壽命,減緩封堵在使用過程中的磨損,延長(zhǎng)封堵使用時(shí)間。在加工線上,需要密封的部分有以下幾種:平面,光孔。在密封平面的工況時(shí),封堵動(dòng)作相對(duì)比較單一,多使用垂直于被密封面的封堵動(dòng)作。在密封光孔的工況時(shí),由于孔為環(huán)形面,并且多數(shù)情況下需要密封光孔的內(nèi)腔,顧需要對(duì)光孔的兩端部分均需要密封。在這種情況下就必須注意兩端密封的動(dòng)作。如果兩端分別使用獨(dú)立結(jié)構(gòu)進(jìn)行密封,只要封堵與工件接觸后,分到與工件表面沒有封堵變形以外的相對(duì)滑動(dòng)即可。但當(dāng)光孔兩端密封使用聯(lián)動(dòng)結(jié)構(gòu)密封時(shí),就要注意封堵壓縮的先后順序,原則是當(dāng)封堵與工件接觸后,封堵與工件表面沒有相對(duì)移動(dòng)。
(二)封堵結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)過程中的注意事項(xiàng)
封堵結(jié)構(gòu)影響封堵變形過程中的狀態(tài)以及封堵最終變形情況,最終直接影響封堵密封性能。在確定封堵結(jié)構(gòu)時(shí),需要綜合考慮機(jī)床的整體精度,車間裝配的水平,加工精度。如機(jī)床整體精度控制良好,可適當(dāng)減小封堵的變形量,這樣既可以減小封堵密封力,節(jié)約能源,也可以實(shí)現(xiàn)機(jī)床的輕量化。但機(jī)床的整體精度與加工成本之間的取舍要根據(jù)實(shí)際情況確定。在確定封堵結(jié)構(gòu)時(shí),還需要注意封堵變形過程,需要對(duì)其仔細(xì)考慮分析,不要只關(guān)注封堵最終變形時(shí)的情況,封堵的磨損基本均在封堵變形過程中形成。其原則是封堵變形過程中,封堵垂直于被密封面運(yùn)動(dòng)與變形,盡量避免封堵與被密封面的相對(duì)滑動(dòng)。封堵的最終變形位置的確定中,需要考慮封堵的變形空間,擠傷封堵問題。
(三)重復(fù)位置精度的保證
封堵與工件的重復(fù)位置精度對(duì)試漏機(jī)的使用性能有很大影響。當(dāng)重復(fù)位置精度低的情況下,就要相應(yīng)的增加封堵變形量,從而補(bǔ)償重復(fù)定位誤差,這樣就間接的增加了封堵力,從而導(dǎo)致機(jī)床整體內(nèi)力的增加,不利于機(jī)床輕量化。在干式氣密封試漏機(jī)中,影響重復(fù)定位精度的最主要因素為工件移動(dòng)到試漏位置時(shí)最終工件位置的重復(fù)位置精度。這就要討論工件與定位裝置的定位精度以及定位裝置移動(dòng)到終點(diǎn)的重復(fù)位置精度的控制。
(四)基座在設(shè)計(jì)過程中的注意事項(xiàng)
基座的剛性對(duì)封堵與被密封面的重復(fù)位置精度也有很大影響。當(dāng)基座剛性不足,由于封堵力以及自重導(dǎo)致變形量大,從而導(dǎo)致封堵密封性能下降,這種問題在試漏機(jī)的使用過程中是致命的。故在確定基座剛性時(shí),要充分考慮各種影響,留有足夠的安全余量,不要發(fā)生這種問題。
(五)試漏過程中工件變形量的控制
在試漏過程中,由于工件內(nèi)部充入高壓空氣,從而使得工件在試漏時(shí)承受很大的壓力,這時(shí)就要充分考慮工件變形問題。工件變形一方面會(huì)影響試漏結(jié)果,另一方面還會(huì)導(dǎo)致工件的損壞,造成殘次品。在設(shè)計(jì)過程中,在工件薄弱區(qū)域要適當(dāng)增加彈性或支撐力可調(diào)支撐,平衡內(nèi)力。如工件薄弱區(qū)有密封需求,就要充分考慮封堵力對(duì)其影響,并使其最終封堵力可調(diào),避免硬接觸。