活塞環(huán)裝配技術(shù)的發(fā)展概況

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(guó)活塞裝配技術(shù)的發(fā)展概況，以及未來(lái)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(dòng)機(jī)的一個(gè)重要零件，它與活塞裝配在一起并安裝在在發(fā)動(dòng)機(jī)的心臟部位，在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中，活塞環(huán)始終處在一種高溫、高壓和潤(rùn)滑條件較差的環(huán)境，起著密封高溫燃?xì)狻⒄{(diào)節(jié)潤(rùn)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(dòng)機(jī)的動(dòng)力源，其裝配質(zhì)量對(duì)發(fā)動(dòng)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(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)活塞環(huán)的裝配，國(guó)內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)廠大多數(shù)仍然采用手工裝配，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量帶來(lái)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(shí)，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(duì)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(kāi)裝到環(huán)槽中時(shí)，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(shí)還會(huì)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(dòng)強(qiáng)度高、安全性差。

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

經(jīng)查閱大量資料發(fā)現(xiàn)，目前國(guó)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(huì)社發(fā)明的活塞環(huán)裝配裝置等。

而在國(guó)內(nèi)，我國(guó)目前是汽車(chē)和摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)大國(guó)，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(guó)的活塞環(huán)裝配主要經(jīng)歷了以下幾個(gè)發(fā)展階段。

3.1早期的手工裝配或以簡(jiǎn)單的工裝工具為主的手工裝配的裝配階段。

早期對(duì)活塞環(huán)的裝配普遍是采用手工裝配或如擴(kuò)張鉗的簡(jiǎn)單工具裝配。用手工裝配或以簡(jiǎn)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(wèn)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(shí)勞動(dòng)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(lèi)裝置主要由簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu)組成，普遍采用人力作為裝配動(dòng)力，此類(lèi)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(guò)手搖或腳踏等類(lèi)似的方法啟動(dòng)來(lái)推動(dòng)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(dòng)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(dòng)裝配裝置研究階段。

此類(lèi)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(pán)上，活塞環(huán)檢測(cè)傳感器檢測(cè)到人工將活塞環(huán)放置到位，這時(shí)裝配氣缸推動(dòng)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(lèi)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(dòng)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(dòng)柔性裝配裝置研究階段。

此類(lèi)裝配裝置共同點(diǎn)主要由伺服電機(jī)、動(dòng)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(cè)傳感器檢測(cè)到人工將活塞環(huán)放置到位，這時(shí)裝配氣缸推動(dòng)頂升裝置推動(dòng)一個(gè)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(lèi)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(shí)該類(lèi)裝置通過(guò)更換快速接頭實(shí)現(xiàn)了不同產(chǎn)品的柔性裝配。此類(lèi)裝置在半自動(dòng)裝配的研究領(lǐng)域已達(dá)到較高的水平。

4.結(jié)語(yǔ)

從我國(guó)活塞環(huán)裝配的發(fā)展情況來(lái)看，雖然我國(guó)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(wèn)題不能得到徹底解決，存在安全隱患；活塞環(huán)的扭曲等問(wèn)題還沒(méi)有得到徹底解決；裝配自動(dòng)化水平還不夠高，等等。裝配的全盤(pán)自動(dòng)化是解決這些問(wèn)題的主要方向，也是我國(guó)裝備技術(shù)發(fā)展的一個(gè)戰(zhàn)略目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

［1］楊明.汽油機(jī)活塞環(huán)簡(jiǎn)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(guó)，200520010577.7［P］.2006-12-6.

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

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