JB T 5447-2011 往复活塞压缩机铸铁活塞环.pdf

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1、ICS 23.140 J 72 备案号： 32113 2011 中华人民共和国机械行业标准JB/T 54472011代替 JB/T 54471991往复活塞压缩机铸铁活塞环 Cast iron piston ring of reciprocating piston compressors 2011-05-18 发布 2011-08-01 实施中华人民共和国工业和信息化部发布JB/T 54472011 I 目 次 前言 .II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义、符号 . 1 4 产品分类 . 2 5 技术要求 . 3 5.1 总则 . 3 5.2 材料 . 4 5.3

2、 结构尺寸及公差 . 4 5.4 切向弹力 . 4 5.5 光密封度 . 4 5.6 表面粗糙度 . 5 5.7 侧面平面度 . 5 5.8 外观质量 . 5 5.9 铸造缺陷 . 5 5.10 残磁 . 5 5.11 维修用活塞环 . 5 5.12 保用期 . 5 6 试验方法 . 6 6.1 材料 . 6 6.2 结构尺寸 . 6 6.3 光密封度和闭口间隙 . 6 6.4 切向弹力 . 7 6.5 侧面平面度 . 7 7 检验规则 . 7 8 标志、包装、运输和贮存 . 8 附录 A（规范性附录）基本直径 210 mm 1 250 mm 的矩形环（ R 环） . 9 附录 B（规范性附录

3、）基本直径 210 mm 400 mm 的锥面环（ M 环） . 11 附录 C（规范性附录）基本直径 210 mm 400 mm 的鼻形环（ N 环） . 12 附录 D（规范性附录）基本直径 210 mm 400 mm 的开槽油环（ S 环） . 14 附录 E（规范性附录）基本直径 210 mm 400 mm 的异向倒角油环（ D 环）和同向倒角 油环（ G 环） . 17 附录 F（规范性附录）基本直径 210 mm 400 mm 的同向倒角螺旋撑簧油环（ GSF 环） . 19 JB/T 54472011 II 前 言 本标准按照 GB/T 1.1 2009给出的规则起草。 本标准代

4、替 JB/T 5447 1991往复活塞压缩机铸铁活塞环，与 JB/T 5447 1991相比主要技术变化如下： 标准范围进行了调整，直径范围扩大至 1 250 mm； 更新了规范性引用文件； 术语、符号大部分内容引用了内燃机活塞环的标准； 增加了活塞环金相组织中 D型石墨含量的要求。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由中国机械工业联合会提出。 本标准由全国压缩机标准化技术委员会（ SAC/TC145）归口。 本标准起草单位：仪征双环活塞环有限公司、大丰市大力源空压机制造有限公司。 本标准主要起草人：刘平、盛亚平、窦志、代东华。 本标准所代

5、替标准的历次版本发布情况为： JB/T 5447 1991。 JB/T 54472011 1 往复活塞压缩机铸铁活塞环 1 范围 本标准规定了往复活塞压缩机铸铁活塞环（以下简称“活塞环或环”）的术语和定义、符号、产品分类、技术要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输和贮存等要求。 本标准适用于基本直径 210 mm 1 250 mm 的活塞环。 基本直径小于或等于 30 mm 200 mm 的活塞环采用 GB/T 1149 内燃机活塞环标准。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所

6、有的修改单）适用于本文件。 GB/T 230.1 金属材料 洛氏硬度试验 第 1 部分：试验方法（ A、 B、 C、 D、 E、 F、 G、 H、 K、N、 T 标尺） GB/T 231.1 金属材料 布氏硬度试验 第 1 部分：试验方法 GB/T 1149.2 内燃机 活塞环 第 2 部分：术语 GB/T 1149.14 内燃机 活塞环 第 14 部分：螺旋撑簧油环 GB/T 1184 1996 形状和位置公差 未注公差值 GB/T 1801 2009 产品几何技术规范（ GPS） 极限与配合 公差带与配合的选择 GB/T 2828.1 计数抽样检验程序 第 1 部分：按接收质量限（ AQL

7、）检索的逐批检验抽样计划 GB/T 5612 铸铁牌号表示方法 GB/T 7216 灰铸铁金相检验 JB/T 7945 灰铸铁机械性能试验方法 3 术语和定义、符号 GB/T 1149.2 界定的以及下列术语和定义、符号适用于本文件。 3.1 弹力 force 使活塞环闭合到规定状态时所需要的切向力或径向力（见图 1）。 3.2 切向弹力 Ft（ N） tangential force 用钢带箍紧环，使开口端达到闭口间隙时所施加的切向力。 3.3 径向弹力 Fd（ N） diametral force 在与开口端成 90的直径方向上施加的使环在该方向保持基本直径的径向力。 切向弹力 Ft与径向

8、弹力 Fd按式（ 1）换算： Ft 0.465 Fd （ 1） 3.4 光密封度 light tightness 将活塞环装入直径等于基本直径的气缸或检验环规内，其外圆面阻止光线透过的能力。以不漏光长度占活塞环外圆面周长的百分率表示。 JB/T 54472011 2 图 1 3.5 平均比压 mean contact pressure 活塞环作用于气缸壁面上的径向压力。其值按式（ 2）计算： p 2Ft /d1h（ 2） 式中： p平均比压，单位为牛每平方毫米（ N/mm2）； Ft切向弹力，单位为牛（ N）； h活塞环与气缸内壁的接触高度，单位为毫米（ mm）； d1活塞环基本直径，单位为毫

9、米（ mm）。 3.6 侧面平面度 side face unevenness 活塞环放在检测平台上，在规定的检测状态下，其下侧面与检测平台之间的轴向最大距离。 4 产品分类 4.1 活塞环的类型见表 1。 表 1 类 型 名 称 结构代号 简 图 基本直径 mm 结构图形 及尺寸 矩形环 R 210 1 250 附录 A 气 环 锥面环 M 210 400 附录 B JB/T 54472011 3 表 1（续） 类 型 名 称 结构代号 简 图 基本直径 mm 结构图形 及尺寸 气 环 鼻形环 N 210 400 附录 C 开槽油环 S 210 400 附录 D 异向倒角油环 D 210 40

10、0 附录 E 同向倒角油环 G 210 400 附录 E 油 环 同向倒角螺旋 撑簧油环 GSF 210 400 附录 F 4.2 矩形环切口型式有斜切口（ A 型）和直切口（ B 型）。斜切口按其方向分为右斜切口（ A 右）和左斜切口（ A 左）。 其他环只采用直切口。 4.3 活塞环标记方法按下述规定（标记示例见附录 A附录 E）。 活塞环 标准代号 材料代号：按表 2的规定。类可不标 切口型式：矩形环按 4.2的规定，其他环不标注 主要尺寸：基本直径径向厚度环高，单位为 mm 结构代号：按表 1的规定 5 技术要求 5.1 总则 活塞环应按本标准的规定，并按经规定程序批准的产品图样制造验

11、收。有特殊要求时可由供需双方协商决定。 JB/T 54472011 4 5.2 材料 5.2.1 活塞环材料采用耐磨铸铁。其牌号表示方法按 GB/T 5612 的规定，强度指标以抗弯强度表示。 示例： MT CuMoCr-400 表示含义为：耐磨铸铁，含微量的铜（ Cu）、钼（ Mo）、铬（ Cr）合金元素，其抗弯强度为 400 N/mm2。 5.2.2 化学成分按产品图样的规定，含硫量（质量分数）不大于 0.12%。 5.2.3 活塞环材料分类及其性能应符合表 2 的规定。基本直径小于或等于 300 mm 时，同一片环上的硬度值差不大于 4 HRB；基本直径大于 300 mm 时，同一片环上

12、的硬度值差不大于 25 HBW。 表 2 力 学 性 能 硬 度 类别 基本直径 d1/mm 平均弹性模量 E/（ N/mm2） 抗弯强度 bb/（ N/mm2）HRB HBW 300 350 95 210 300 1.0 105300 93 200 300 400 97 220 300 1.1 105350 95 210 300 450 235 300 1.15 105400 225 5.2.4 活塞环的金相组织应符合表 3 的规定。 表 3 石 墨 磷 共 晶 基本直径 d1/mm 长度 m 分布 形状 D、 E型 石墨含量数量 分布 磷共晶和碳化物复合物 基体 组织 210 600 12

13、0 300 （ 4级） 4%（ 3级）共晶团数量 520 个 /mm2 600 1 250 300 500 （ 3级） A型、 B型及部分D 型、 E型，分散度较大，均匀分布 D型 50%；E型 10% 6%（ 4级）共晶团数量 390 个 /mm2断续网状（网状孔径 600 m）或均匀分布允许有小块磷共晶复合物，复合物中碳化物面积 500 m2，碳化物的长度不大于 50 m 珠光体应为索氏体型或细片状、中等片状。片间距不得大于 3级，铁素体含量不大于面积的 5%， 不允许游离渗碳体和莱氏体存在 5.3 结构尺寸及公差 活塞环结构尺寸及公差应分别按照附录 A附录 F 的规定。 5.4 切向弹力

14、 5.4.1 活塞环材料的平均弹性模量 E 为 1.0 105N/mm2时，切向弹力应按照附录 A附录 F 的规定。 5.4.2 活塞环材料的平均弹性模量 E 为 1.1 105N/mm2和 1.15 105N/mm2时， 切向弹力应分别为 5.4.1规定值的 1.1 倍和 1.15 倍。 5.4.3 活塞环切向弹力的极限偏差：对称螺旋撑簧油环按附录 F 的规定，其他环为 20%。 5.5 光密封度 5.5.1 矩形环的光密封度应不小于 90%。 JB/T 54472011 5 5.5.2 锥面环、鼻形环、油环的光密封度应不小于 85%。 5.5.3 离开口端 15内不允许有漏光。 5.6 表

15、面粗糙度 活塞环内圆及两侧面表面粗糙度值应符合表 4 的规定， 外圆面的表面粗糙度值根据活塞环的制造工艺不同，由供需双方协商而定。 表 4 两 侧 面 活塞环表面 内圆面 d1 600 mm d1 600 mm 表面粗糙度值 Ra/m 12.5 0.8 1.6 5.7 侧面平面度 活塞环侧面平面度应符合 GB/T 1184 1996 的 8 级精度。 5.8 外观质量 5.8.1 活塞环表面不允许存在锈蚀。 5.8.2 外圆面不允许存在轴向划痕，两侧面不允许存在径向划痕。 5.8.3 外圆棱边不允许有缺口、损伤或烧伤。内圆棱边和回油孔处崩缺不允许超过 0.25 mm，且不允许附有易脱落颗粒。

16、5.8.4 活塞环表面不允许有飞边、毛刺。 5.9 铸造缺陷 5.9.1 活塞环不允许存在裂纹、夹渣、疏松等铸造缺陷。 5.9.2 活塞环表面不允许有超过表 5 规定的气孔和缩孔。表中范围划分如图 2 所示。 5.10 残磁 活塞环不允许有残磁。 5.11 维修用活塞环 维修用活塞环基本直径的加大值应符合表 6 的规定。 5.12 保用期 活塞环的保用期应不低于配套压缩机规定的活塞环更换期。用户在正常使用情况下，在保用期内如因制造质量损坏，制造厂应负责给予更换。 表 5 单位为毫米 基本直径 d1210 300 300 450 450 650 650 1 250 范围 1 2 1 2 1 2

17、1 2 位置 外圆面 0.4 0.5 0.6 0.7 内圆面 0.5 0.8 0.75 1 1 1.2 1.2 1.5 气孔和缩孔 直径 两侧面 0.5 0.8 0.75 1 1 1.2 1.2 1.5 气孔和缩孔深度 不大于气孔或缩孔半径 气孔和缩孔个数 6 6 6 6 最小间距 15 10 15 10 20 10 30 15 孔眼距棱边不小于 0.5 mm，在环开口对面30内不允许存在 JB/T 54472011 6 图 2 表 6 单位为毫米 基 本 直 径 加 大 值 210 500 0.25， 0.5， 0.75， 1， 1.25， 1.5， 1.75， 2， 2.25， 2.5，

18、2.75， 3 500 800 0.5， 1， 1.5， 2， 2.5， 3， 3.5， 4 800 1 250 1， 2， 3， 4， 5， 6， 7， 8 6 试验方法 6.1 材料 6.1.1 弯曲试样的制备及试验方法应符合 JB/T 7945 的规定。 6.1.2 金相试样的切取、制备及金相组织的评定按 GB/T 7216 的规定。试样也可在加工后的活塞环上切取。 6.1.3 硬度试验在精加工后的活塞环上进行。试验方法应符合 GB/T 230.1 和 GB/T 231.1 的规定。 6.2 结构尺寸 6.2.1 环高及径向厚度在活塞环距开口两端各 5 mm 10 mm、 距开口中心 9

19、0和开口对面五个部位用外径千分尺测量。测量径向厚度所用千分尺的侧头应为球面侧头。 6.2.2 其他尺寸用游标卡尺测量。 6.3 光密封度和闭口间隙 6.3.1 光密封度：将活塞环装入具有公称直径的检验环规内，光源置于环后 100 mm 处，在平行轴线的方向用视力检查（见图 3）。允许在环规中转动活塞环，以便消除环外圆面的任何轻微表面粗糙。光源照亮应高于环境条件 400 lx 1 500 lx。点状、模糊光线仍视作不漏光。距开口两端 15范围内不允许漏光，其他部位漏光不应多于三处，每处漏光不得超过相当于 30中心角的弧长，且三处弧长对应的中心角总和应不超过 60，对于直径小于 500 mm 的环

20、，漏光处的径向间隙用 0.03 mm 塞尺不应通过；对于直径大于 500 mm 的环，漏光处的径向间隙用 0.04 mm 塞尺不应通过。 6.3.2 闭口间隙：将活塞环装入检验环规内用塞尺检查。 JB/T 54472011 7 图 3 6.4 切向弹力 用厚度为 0.08 mm 0.10 mm、 宽度不大于环高的柔性钢带包箍活塞环， 钢带两端各绕在相距 20 mm，直径 10 mm 的滚柱上，拉紧钢带是活塞环收缩到开口端接触，然后再松开到闭口间隙，从精密测力计上读得切向弹力值。活塞环的开口端中心应处于两滚柱的对称中心（图 4）。 也可在专门测量径向弹力的仪器上测出径向弹力 Fd，按式（ 1）换

21、算。 图 4 6.5 侧面平面度 6.5.1 将活塞环置于检测平台上，在其上均匀地加上 10 件同规格的活塞环，用塞尺或其他仪器测量活塞环下侧面与检测平台之间的间隙。 6.5.2 检测平台平面度精度应比受检活塞环高两级。 7 检验规则 7.1 每只活塞环须经制造厂检验部门检验合格后才能出厂。 7.2 材料检验： 7.2.1 活塞环材料检验应分批进行。同一炉次（或同一包次）、同一规格的铸件为一批，弯曲试样每JB/T 54472011 8 批不少于三件。 7.2.2 检验时，先取一件弯曲试样作弯曲试验和金相试验，取一只活塞环作硬度试验。如有一项不符合要求，则另取两件试样重复作同项试验，若仍有一件达

22、不到要求，则该批铸件为不合格。 7.2.3 基本直径大于等于 400 mm 的活塞环，硬度试验可在三件弯曲试样上进行。如符合要求，则硬度合格。如达不到要求，再取活塞环本体作试样，按 7.2.2 的规定复验。 7.3 订货单位验收产品质量时，按 GB/T 2828.1 的规定进行。抽样方案及质量检查水平 AQL 值由供需双方协商决定。 8 标志、包装、运输和贮存 8.1 每只活塞环在包装前必须清洁，并涂防锈剂，用不透水的材料包裹，并用结实材料分组包扎后，挂上标签。 8.2 每组产品应附有制造厂技术检验员签章的产品合格证。 8.3 标签上应标明： a）制造厂名称、商标和地址； b）产品名称、型号及

23、零件号； c）数量； d）质量等级标志； e）包装日期：年、月。 8.4 包扎的活塞环必须装入有防潮措施的包装箱内，箱内应附有产品说明和装箱单。并应保证在正常运输中不致损坏，箱子总重量不超过 50 kg。 8.5 包装箱外标明： a）制造厂名称及地址； b）产品名称及型号； c）数量； d）质量等级标志； e）总重，单位为千克（ kg）； f）收货单位及地址； g）“小心轻放”、“防潮”、“防压”等标志； h）出厂日期：年、月。 8.6 包装的活塞环应存放在通风干燥的仓库内。在正常的贮存情况下，自出厂之日起，制造厂应保证活塞环在一年内不致锈蚀。 JB/T 54472011 9 附 录 A （规

24、范性附录） 基本直径 210 mm 1 250 mm 的矩形环 （ R 环） A.1 矩形环应符合图 A.1 和表 A.1 的规定。 大于 1 000 mm 1 250 mm 矩形环参数按供需双方协商确定。 图 A.1 表 A.1 单位为毫米 环高 h1径向厚度 a1 闭口间隙 S 切向弹力 Ft/N 自由开口尺寸m 基本 直径 d1内径 d2公称 尺寸 极限 偏差 公称 尺寸 极限 偏差 公称尺寸极限偏差公称尺寸极限偏差外棱边倒角K1内棱边倒角K2 公称尺寸极限偏差210 193.8 8.1 50 62 27 220 203.2 8.4 0.5 0.6 50 62 28.5240 221.8

25、 9.1 0.753 66 30.5250 231.2 9.4 53 67 31.5260 240.6 9.7 54 67 32.5280 259.2 10.4 4 0.0100.0255 0.0100.0250.80.6 0.8 56 70 34.5300 277.8 11.1 0.18同一环上厚度差不大于 0.210.90.30074 103 37 320 296.6 11.7 75 105 38.5340 315.4 12.3 1.076 106 40.5360 334 13.0 79 111 42.5380 352.8 13.6 0.21同一环上厚度差不大于 0.245 0.0100.

26、0257 0.0130.0351.10.4000.8 1 80 112 44.5 15%JB/T 54472011 10 表 A.1（续） 环高 h1径向厚度 a1 闭口间隙 S 切向弹力 Ft/N 自由开口尺寸m 基本 直径 d1内径 d2公称 尺寸 极限 偏差 公称 尺寸 极限 偏差 公称尺寸极限偏差公称尺寸极限偏差外棱边倒角K1内棱边倒角K2 公称尺寸极限偏差400 371.6 14.2 1.2 113 146 46 420 390.4 14.8 115 148 47.5450 418.6 15.7 1.30.400117 150 50 480 446.8 16.6 119 153 52

27、.5500 465.6 17.2 0.21同一环上厚度差不大于 0.247 0.0130.0359 0.0130.0351.50.5001 1.2 120 155 54 530 494 18.0 1.6 154 189 56 560 522 19.0 159 194 58 600 559.8 20.1 1.8159 194 60 630 588 21.0 9 0.0130.045110.0160.050164 201 63 670 626 22.0 1.9222 230 67 710 663.6 23.2 232 271 71 750 701 24.5 12 0.0160.050140.016

28、0.0502.11.2 1.5 245 286 75 800 748 26.0 2.20.500+300 343 80 850 795 27.5 2.5 314 359 85 900 842 29.0 2.60.600+329 376 90 950 888.8 30.6 2.7 347 396 95 1 000 935.8 32.1 0.26同一环上厚度差不大于 0.2914 0.0160.070160.0160.0702.80.700+1.5 2 361 413 100 15%注 1： 环高 h1和切向弹力 Ft栏内的和数值相互对应。 注 2：计算 Ft的值，取材料的平均弹性模量 E 1.0

29、 105N/mm2。 注 3： 闭口间隙的公称尺寸是按活塞环和气缸之间的最大温差为 100给出的。允许按不同工况修正闭口间隙值。注 4： 自由开口尺寸为参考值，由于工艺原因，可不同时规定切向弹力和自由开口尺寸。 注 5： 活塞环基本直径 d1的极限偏差推荐采用 GB/T 1801 2009的 js7。 A.2 矩形环外圆面对侧面的垂直度误差 t 应符合表 A.2 的规定。 表 A.2 单位为毫米 基本直径 d1210 500 500 1 250 垂直度误差 t 0.008 h10.006 h1A.3 标记示例： 基本直径 d1=360 mm，径向厚度 a1 13 mm，环高 h1 5 mm，右

30、斜开口，材料为类的矩形环表示为： 活塞环 R360 13 5A 右 JB/T 5447 2011 基本直径 d1 360 mm，径向厚度 a1 13 mm，环高 h1 5 mm，左斜开口，材料为类的矩形环表示为： 活塞环 R360 13 5A 左 JB/T 5447 2011 基本直径 d1 360 mm，径向厚度 a1 13 mm，环 高 h1 5 mm，直开口，材料为类的矩形环表示为： 活塞环 R360 13 5B JB/T 5447 2011 JB/T 54472011 11 附 录 B （规范性附录） 基本直径 210 mm 400 mm 的锥面环 （ M 环） B.1 锥面环应符合图

31、 B.1 和表 B.1 的规定。 图 B.1 表 B.1 单位为毫米 环高 h1径向厚度 a1 闭口间隙 S 切向弹力 Ft/N 自由开口尺寸m 基本直径 d1 内径 d2公称尺寸 极限偏差公称 尺寸 极限 偏差 公称尺寸极限偏差公称尺寸极限偏差内棱边倒角 K1 公称尺寸极限偏差210 193.8 8.1 50 62 27 220 203.2 8.4 0.6 50 62 28.7 240 221.8 9.1 0.7 53 66 30.5 250 231.2 9.4 53 67 31.5 260 240.6 9.7 54 67 32.5 280 259.2 10.4 4 0.0250.0105

32、0.0100.0250.8 0.8 56 70 34.5 300 277.8 11.1 0.18同一环上厚度差不大于 0.210.9 0.30074 103 37 320 296.6 11.7 75 105 38.5 340 315.4 12.3 1.0 76 106 40.5 360 334.0 13.0 79 222 42.5 380 352.8 13.6 5 0.0250.0107 0.0130.0351.1 1 80 112 44.5 400 371.6 14.2 0.21同一环上厚度差不大于 0.247 0.0350.0139 0.0130.0351.2 0.4001.2 113 146 46 15%注： 同表 A.1注。 B.2 标记示例： 基本直径 d1 360 mm，径向厚度 a1 13 mm，环高 h1 5 mm，材料为类的锥面环表示为： 活塞环 M360 13 5 JB/T 5447 2011 JB/T 54472011 12 附 录 C （规范性附录） 基本直径 210 mm 400 mm 的鼻形环 （ N 环） C.1 鼻形环应符合图 C.1和表 C.1的规定。 C.2 标记示例： 基本直径 d1 360 mm，径向厚度 a1 13 mm，环高 h1 5 mm，材料为类的鼻形环表示为： 活塞环 N3