CB 3257-1985 船用柴油机活塞环技术条件.pdf

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1、全国船舶标准化技术委员会专业标准CB* 3257-85 船用柴油机活塞环技术条件19部06-16发布1986 - 10 -20实施全国船舶标准化技术委员会批准全国船舶标准化技术委员会专业标准船用柴油机活塞环技术条件本标准适用于气缸直径大于200mm的船用柴油机铸铁活塞环。1 术语及符号1. 1 整体环：在一个环槽中，仅有一个零件的活塞环。1. 2 组合环：在一个环槽中，由两个或两个以上零件组成的活塞环。1. 3气环：主要用作密封的活塞环。CB* 3257-85 组别I45 代替gCB 698-68 1. 4 袖环z用以调节（或控制）气缸壁上润滑油，并具有回油通道的活塞环。1. 5油气环z具有从

2、缸壁上刮去滑油井有气密作用，但没有回抽通道的活塞环。1. 6 活塞环以下简称环）各部位的名称及符号见图1。开口端一环装入气缸后的闭合状态，一一一环自由状态。( a) 图1全国船舶标准化技术委员会19臼06 -16发布h3 c 19铺10 -20实施.CB.* 3257-85 图中：D一一公称直径，与环相配的气缸直径的最小极限尺寸Fr一一径向厚度，环内外圆表面沿径向的距离Fh一一环高，环两侧面间沿其轴线方向的最大公称尺寸FSo一一自由开口尺寸，自由状态下切口端径向厚度中点之间的距离pS一一闭口间隙，室温条件下，环放在内径等于公称直径的环规内，环切口端径向厚度中点之间的距离Fgf一一有效自由间隙，

3、自由开口尺寸与闭口间隙之差（S。一S);h一一油环环岸高，h1一一刮油边高$C一一一回油孔槽，t I一一集抽槽深pW一一回油通道宽FIT一一t组合油环径向厚度。1. 7刮油边偏移度：油环上、下刮油边的径向相对偏移值。1. 8环规：内径为公称直赞D的环形量具。1. 9基准面：测量时，环一侧面所依托的平面。1.10 切向弹力Fit在环的切口处，径向厚度中点沿切线方向加力，使环从自由开口尺寸压缩到闭口间隙时所需的力，见图2。图21. 11 径向压力：环装人具有公称直径的环规中或气缸中，在每个角度位置处，其外圆面对环规或气缸内表面的实际接触压力。1. 12 平均比压Po：假设环装人公称直径为D的气缸中

4、时，径向压寿沿部锢宵均匀分布，然后根据相应的切向弹力按下式计算的接触压力值。Po= 200h1 D 式中：Po一一平均比压，MPa (kgf / cm2); Fi一一切向弹力，N(kgf); 2 hi一一环外部面与气缸壁的接触高度，mm;D一一公称直径，mm。CB* 3257-85 1. 13 扭曲度：对于非对称截面环，当装人环规时，自然造成的环的一个侧面对基准面的距离沿径向的最大偏差值。1. 1 翘度：环开口端的侧面到基准面的最大距离与环高的差值。1. 15 径向平度：对上下侧面平行的环，环自由状态下置于平板上，在上侧面按本标准第3.6条加力，沿径向测得的跳动量。1. 16 周向平度：对上下

5、侧面平行的环，在与1.15条相同的测量状态下沿环径向厚度中点上周向测得的跳动量。1. 17 椭圆度：用薄钢带包围环，把环收缩到闭口间隙S，沿开口方向测量的直径d3，与垂直开口方向测量的直径肉之差。当前者值较大时称正椭圆，后者值较大时称负椭圆，见图3。、d3 图31.18 密封度（漏光度）：环放在内径为公称直径的环规内，按本标准第3.11条检验，环外圆面与环规内圆面之间的漏光程度。1. 19 弹性模量E：假定环为弹性材料，在环实物试验的基础上通过计算得到的表征应为与应变关系的参数。1. 20 抗弯强度E按本标准第3.14条加力，使环折断时环内的计算应力，是对环作强度比较用的一个参数。1. 21

6、热稳定性z活塞环在受热状态下保持其弹力的能力。1. 22 弹力保持率：是评定环热稳定性的指标，将环放人环规内，按本标准第3.15条加热、保温再冷却至常温时的切向弹力与加热前切向弹力的比值（%）。1. 23 环截面形状见表1。CB* 3257-85 表l类型名称截面形状弹力比矩形环t3 锥面环t川1 气梯形环重S0.8 鼓形环号主办环内倒角扭曲环0.9 、f、异向倒角油环 。.95油同向倒角袖环E医0.95 环螺旋撑簧油环、理0.95 油口2气鼻形环0.85 环注g气环的弹力比，以矩形环弹力为1作基准。油环的弹力比，以普通油环弹力为1作基准。镶格环的弹力为相同截面不镀铭环的90%。CB* 325

7、7-85 2 技术要求2. 1 活塞环应符合本标准的要求，并应按规定的图样制造。2.2材料采用灰铸铁、合金铸铁或其他高性能铸铁。化学成分接产品图样的规定，含硫量应不大于0.12%。金相组织应符合有关部门的规定，铁素体量不超过5%。2.3硬度硬度测量应在侧面上进行，同一环上取三点测量。在距开口5lOmm处、距开口90。和开口对面等三处，每处测三点取算术平均值。油环应在相邻的实体部位测量，测量点距边缘不小于lmm。公称直径D在2oo300mm时为HB195266，同一片环上的硬度值差应不大于25。2.4典型的弹性模量E按本标准第3.13条计算。a. 合金铸铁单体铸造环为93163N /mm2 (9

8、500kgf /mm2）。筒体铸造环为112776N /mm2 (11 500kgf /mm2）。b. 球墨铸铁环为156906N /mm2 (16 OOOkgf /mm勺。2.5抗弯强度b按本标准第3.14条确定。合金铸铁：单体铸造环大于392N/mm2 (40kgf /mm2）。筒体铸造环大于471N/mm2 (48kgf /mm2）。其他材料的抗弯强度应符合产品图样的规定。2.6表面质量2.6. 1环表面不允许有裂纹、疏松、夹渣及飞边毛刺，在开口端内棱边上不允许有大于O.Smm的缺角。油环内圆面镜通油道处允许有轻微的缺角和崩边。2.6.2 环两侧面和内圆面的孔眼环直径2oo400mm时，

9、其孔眼直径不大于l1.2mm、深度不大于0.50mm。数量：在同一片环上不得超过6处。位置：孔眼之间的距离不小于lOmm，离外圆面的最小距离为0.5mm，上下两侧面、内外圆面的缺陷不得恰好相对，彼此间亦应相隔lOmm以上，在开口对面30。范围内不允许存在缺陷。2.6.3 无镀层的环，其外圆面受载棱边不得有缩孔。2.6.4 表面有镀层的环，其镀层表面质量的要求见2.6条。2.6.5 表面粗糙度环两侧表面粗糙度为少，外圆表面粗糙度为少，镀锚环加工表面镀层粗糙度为1少。2. 7环工作面的强化2. 7. 1 表面覆层质量2.7.1.1覆层应与外圆面结合紧密，用正常视力的肉眼检查时不应有宏观裂缝、孔眼、

10、凸起的镀层（切削形成的凸起）以及敲击损伤。外圆面上的网状凹槽、刻瘾和凹痕，其不允许极限轴向为0.3mm、圆周方向为lmm。2. 7.1.2 在外圆面、上下侧面的棱边上的缺陷（凹槽、刻痕、凹攘等），气环高大于4mm时，不得大于0.6mm；倒角油环（珩磨加工前）不得大于工作面高度的20%，但其位置不得与外圆面、上下侧面上的缺陷相对应。CB* 3257-85 2.7.1.3 镀锚层硬度的最低值为800HVO. l。2. 7.1.4 工作面上由于喷镀而形成的多孔性及脱空现象，在lOmm圆周长度上不允许大于30%。进一步判断必须进行破坏性试验（观察横截面）。镀层的硬相硬度不小于800HV，软相硬度不小于

11、400HV。2.7.1.5 工作面镀格或喷目的气环，其外圆面棱边和开口端棱边应倒圆或倒角。外圆面嵌填的气环，在开口端棱边处亦应倒圆或倒角。2.7.2 覆层厚度2.7.2. 1 格层厚度应在0.15mm以上当公称直径大于SOOmm时，则应在0.20mm以上。2.7.2.2 喷锢环镀层厚度为0.15o.2smm，厚度不均匀度小于O.OSmm。镀层厚度可减薄0.02mm或加厚0.03mm。2.7.3 其他表面处理按图样规定。2.8 环不允许有残磁。2.9弹力保持率按本标准第3.15条确定。铸铁环不小于85%1球墨铸铁环不小于90%。2. 10 切向弹力按本标准第3.9条检验，数值应符合图样规定，测量

12、值应为公称值的士20%。2. 11 径向压力用专用仪器测定时，径向压力沿圆周的分布形式应符合图样规定。2. 12 椭圆度按本标准第3.10条检验。2. 13 密封度（漏光度）按本标准第3.11条检验。2. 13 .1 截面对称的不镀锚环，其漏光不应多于三处，每处漏光不得坦过相当于30。中心角的弧长，三处弧长对应的中心角总和应不超过6.00。截面对称的镀锚环，其漏光总和应不超过45。距开口处30。内不允许漏光（对于二冲程柴油机用的具有负椭圆度的活塞环则例外），微弱断续的光不算作漏光。2.13.2 漏光处的径向间隙2. 13 .2 .1 对于直径小于SOOmm的环用0.03mm塞尺不应通过，但每批

13、中允许有10%的环在圆周60的范围内用0.04mm塞尺不通过。2.13.2.2 对于直径大于SOUmm的环用0.04mm塞尺不应通过。2. 13 .3 非镀锚的扭曲环密封度不作要求。镀锚的扭曲环密封度按供需双方协议规定。2. 13.4 活塞环密封度检验用的量规应按一级精度加工，量规表面粗糙度为“。2.13.5 公称直径大于500mm的环，可在气缸套内检验漏光。气缸直径偏差见表2。表2m口1直径偏抽走soo zoo 450 450 800 soo 1000 表3正圆加工的同一片环上的径向厚度偏差不大于0.18mm。椭圆加工的同一片环上的径向厚度偏差不大于0.24mm。2.17 环高按本标准第3.

14、1条测量。公称直径大于200400mm时，制造偏差不大于0.025mm。公称直径大于400mm时，制造偏差不大于0.030mm。2. 18 刮油边高按本标准第3.4条测量。其偏差不大于0.20mm。不大于0.05 0.08 0.10 2. 19 抽环两刮油边偏移度按本标准第3.5条测量。其值不大于0.015mm。2.20 闭口间隙按本标准第3.3条测量。mm +0.25 其公差值为0.25mm，上下偏差值为omm，当开口端闭合形状为内喇叭（即内圆面处间隙大于外圆面处间隙）的，内圆面处的值允许超差0.25mm。检验闭口间隙用的气缸直径允差应符合国家标准GB.1800-76公差与配合总论标准公差与

15、基本偏差中h的规定。2. 21 翘度按本标准第3.8条测量。公称直径为2oo400mm时，不大于1.6mm。2.22 当有特殊要求时，按产品图样及供需双方协议执行。3 测量及检验方法测量及检验方法按表4进行。CB* 3257-85 表序号名称定义测3.1 环高h,mm 按图（c）所示的方法测量，球头半a.两侧面平行的径为RLS士0.05mm，测量力为0.981N 环见图（a）(O.lkgf)。按GB1216一75千分尺的规定测量。注：袖环应测量实体部位见图（b)b. 梯形环的测在5基准面垂直的方向按图（b）所示的方法测量，球头半量高度hs上距环外圆面l.Smm处，径为R1.5土o.osmm,测

16、量力为0.981N 环两侧面间沿其轴线方向的(O. l kgf)。公称尺寸见图（a）采用矩形截面的块规（代替梯形校正规）校验测试仪器时，球面测量头引起的尺寸偏移应接下式修正g矩形块规尺寸等于梯形环的测量高度们力ll修正值。修正值：15梯形环为0.026mm, 6 0梯形环为0.004mm。按图（c）所示的方法测量，测量力为0.981N(O.lkgf)。尺寸川的公差按下式计算g15。梯形环为3.80Xhs的公差E6 0梯形环为9.54Xhs的公差8 CB* 3257-85 4 量及检验方法l f元I (a) (b) (C) (a) ( b) 比旦1止引下( c) 9 CB* 3257-85 续表

17、序号名称定义视。3.2 自由开口尺寸So,用放大仪测量自由状态下切口端径向厚口1口1度中点之间的距离（见图）3.3 闭口间隙S,mm 用JB 2212一77塞尺的规定测量，测（见图量力为0.981N(0.1kgf)。闭口间隙值应根据环规实际尺寸修正3.4 刮袖边高h1,mm袖环外圃面与缸壁接触的按图（b）所示的方法，用显微镜或放大轴向高度见图（a）仪在环开口对面处的垂直于基准面的截面上测量。测量精度z不经成型磨削的倒角镀锚油环为0.05mm,经成型磨削的镀锚或喷镀袖环及其他抽环为o.02mm10 CB* 3257-85 4 量及检验方法冲饪T(a) (b) 11 CB* 3257-85 续表序

18、号名称定义测3.5 刮汹边偏移度，油环上、下刮油边的自由状态下，在环开口对面处的垂直于mm 径向相对偏移值见图（a）基准面的截面土测量。按图（b）所示的方法测量，视头A的测量力为0.981N(O.lkgf)，澳头B的接触力为l.962N(0.2kgf)。用显微镜或放大仪测量，保持轮廓清晰3.6 径向半面度，mm如图（b）所示，将环放在平板上，上侧面上在距开口两侧各5lOmm及90。、见图（a）180 、120。、270。五点加力，然后在上侧面上距开口45、135、225。及315。四个截面处沿径向从内圆到外圆测量至基准面距离的差，四组值中最大者即为径向平面度值。每点加力值见表5。注g汹环应测量

19、实体部位、12 J(a) (a) ( b) (c) 13 CB* 3257-85 续表序号各称定义测3. 7 周向平度，mm测量设备及环的状态同3.6但须沿环径向厚度中线周向测量，表中指针所示最大值与最小值之差即为周向平度值。注g汹环可免测3.8 翘度，mm自由状态下，将环放在标准平面上，按见图（a）图（b）所示的方法，在距环的一个开口端15。市围内的侧面上加载9.81N( 1 kgf), 测量两开口端在垂直于基准面方向的偏移值。测头半径为R1.5 0.05mm，测量力为0.392 0.637N (0.040.065kgf) 3.9 切向弹力Fi,按定义在环的切口处径向厚度中点上沿N (kgf

20、) 切线方向加力测定，但可用钢带洁和铁箍法见图（a）沿外圆面测定。a.整体环钢带法见图（b）用适当厚度（见表6）的柔软钢带箍紧环，在开口端外圆面的切向加力，使开口端间隙小于闭口间隙（小于量见表6）或为零。然后逐步松开，直到开口端间隙为S时，读得力Ft1。14 CB* 3257-85 4 量及检验方法(a) ( b) F1 Fi (a) 15 CB* 3257-85 续表序号名称定义测3.9 a.整体环环开口处于包箍钢带两端的销子之间（销子直径、销子距离及钢带宽度见表6 ）。切向弹力F,=F,-（环、销子、夹具和钢带的重量）铁箍法见图（C)将环放在铁箍内，在环开口端外圆面的切向加力，使开口端间隙

21、为S时，测得力F,1，然后，取出活塞环，用上述方法加力，使铁箍达到上述位置时，测得力F, 2，即可求得环的切向弹力F,= F11 -F, z铁箍的内径应等于环的公称直径D、b.组合环螺旋撑簧油环和钢片撑簧汹环，其撑黄的开口应处于环开口对面。钢片撑簧汹环，应将环装在与活塞的袖环槽相同尺寸的夹具中测量。夹具的槽底直径等于活塞油环槽的槽底平均直径，公差带为0.02 mm 16 CB飞257-85 4 量及检验方( b) ( c) 法F, 、17 CB* 3257-85 续表序号名称定义测3.9 b.组合环钢带法见图（d）测量方法与整体环的钢带法相同。切向弹力F,=F,-（环、销子、夹具和钢带的重量）

22、铁箍法见图（e）测量方法与整体环的铁箍法相同。组合环用上述两种方法测量时应注意：a.测量前，应在环和撑簧间加入润滑油，b.测量时，应按图示位置施加振动，使环开口端振幅为0.3mm，频率为4550H z。c.磷化或氧化处理的环，应将撑簧在槽内往复转动，使之光滑，以减小摩擦力3.10 椭圆度，mm以厚度O.lmm（当2oo350mm时）的钢带收紧环，使切口端达到闭口间隙，测得沿开口方向的直径为仇，其垂直方向的直径为仇，则椭圆度d3-d4 （见图）。也可在两轴差测量仪等专用设备上测定18 CB* 32 57-85 4 量及检验方法Mmm阻um恋销子(d( e) 、d3 19 CB* 3257-85

23、续表序号名称定义测3.11 密封度如图所示，环置于具有公称直径的环规漏光度）中，在环后lOOmm处置40-60W自炽磨砂灯泡，环侧面处的照度为300050001x 。在环前用正常肉眼沿与接触面轴线平行的方向观察其漏光情况。、 不对称截面环如锥面环、扭曲环等的断续、点状漏光，不作漏光论。检验环规z按本标准第2.13.4条规定。圆周90。范围内的圆度偏差为0.00003XD1 表面粗糙度g比环外圆面的粗糙度提高一级，但最低为沙3.12 径向压力，用径向臣力测量仪测量，整个环周上的N (kgf) 测量点不少于18点3.13 弹性模量E1,按本标准第3.9条测定切向弹力，然后按N / mm 2 下式计

24、算求得g(kgf /mm2) （号1)3 F, E = 14.14 ll1rK 式中zK：一截面惯性矩转换系数。K斗L而I号为矩形截面的惯性矩，lo为截面呈非矩形时，对通过真形心横轴的惯性矩3.14 抗弯强度吨，按图所示方法逐渐增大Fb值，记下恰使N / mm2 环折断的Fb值，并按下式计算抗弯强度们值。(kgf / mm2) 3Fb(D-t) N/mm2 Ob= h t2 (kgf /mm2) 20 CB* 3257-85 4 量及检验方法边f- zoo 230 5 230 320 10 320 450 20 450 600 30 600 800 50 800 1000 80 表6m m f

25、 崎川,.; 活塞环直径 zoo 350 350 销子直径20 30 . . 销子距离40 60 ., . , , 钢带厚度0.1 0.2 钢带宽度h h 小于闭口间隙的尺寸0.5 1.0 表7测量位置开口对面距开口端15mm处距开口端45。处靠模加工的正椭圆环或、非靠模加工的环靠模加工的正圆或负椭、圆环4 检验规则4. 1 每一片活塞环需经制造厂按本标准第4.2、4.3条的要求检验合格后方可出厂。4.2每片均应检验的项目：a. 表面质量（包括镀层外观质量及表面光洁度）；b. 外形尺寸Fc. 密封度Ed. 径口1平度Fe. 周向平度E26 v CBll 3257-85 f. 翘度。4.3可按批

26、或按炉抽查的项目：a. 径向压力分布sb. 切向弹力；c. 抗弯强度；d. 弹性模量；e. 镀层硬度和结合强度；f. 材料含硫量。4.4订货单位需抽验的项目及数量可由供需双方商定。5 标志、包装和贮存5. 1 环（除截面对称的矩形环外）应有安装方向的标志，标志的部位尺寸和方法按产品图样规定。5.2在开口处的上侧面应标出环的加大尺寸。5.3每片环在包装前应经防锈处理，活塞环须用结实不透水的中性纸包装，然后装人塑料袋内封口，再装人有防水措施的干燥包装箱内。5.4 同一箱内应装人同一机型、同一尺寸的活塞环。特殊包装要求可由供需双方商定。包装箱内应附有由制造厂签章的合格证明书，证明书k应标明ta. 制造厂Fb. 产品名称、型号、零件号；c. 数量Fd. 包装日期及油封有效期。5.5包装箱外部应注明：a. 制造厂名称及地址；b. 产品名称及型号Fc. 毛重及数量，.kg; d. “小心轻放”、“防潮”、“防压”等标志pe. 出厂日期。5.6 活塞环应放在通风、干燥、无腐蚀气体的仓库内。在正常保管情况下，自出厂之日起制造厂应保证产品在12个月内不生锈。附加说明4本标准由船用柴油机分委员会提出，由七一一研究所归口。本标准由七：研究所负责起草。本标准主要起草人王凤兰、周爱高、陆威哇。27