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（ ３ ） 蠕 墨合 金 铸 铁 活 塞 环 成 本 低 、 加工工序短 、 耐磨性好 、 弹性 模 量 高 、 抗 弯 强 度 高有 良好 的发 展
前景 ， 它将 成 为 能满 足活 塞环 技 术 、 环保 、 性能 的新
材料。
作者简介 ： 刘津东（ １ ９ ５ ６ 一 ） ， 男， 高级 工 程 师 ， 石 家 庄 金 刚集 团 副总经理 ， 研究方向 ： 内燃 机 零 部 件 的研 究 开 发 。
设计与制造． ２ ０ １ １ （ ９ ） ： ２ ３ ～ ２ ７ ［ ８ 】 Ｓ ｈ ａ ｂ ａ ｎ ａ Ａ Ａ ． Ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｓ ｏ ｆ ｍ ｕ ｈ ｉ ｂ ｏ ｄ ｙ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｓ（ ｔ ｈ ｉ ｒ ｄ ｅ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ）
４ 结论
本 文采 用 完 整 的连 杆 组 件 模 型进 行 了 连 杆 有 限元 分析 ， 通 过 与试 验 数据 的对 比证 明 仿真 分 析 的 边 界 条件 及计 算 方 法是 可 行 的 。 最 后 从 疲 劳安 全 角 度对 连 杆进行 了强度校 核 。主要 得 出 以下 结论 ： （ １ ） 连杆 小头 油孔 存在 应力 集 中现象 ， 与预 紧工 况下相 比． 拉 工况 下 油 孔处 应 力 增 加 ． 压 工 况 下 油 孔 处 应力 降 低 ， 但 应力 值 不 高 ， 变 化 幅度 不 大 ， 对 连
【 Ｍ ］ ． Ｃ ａ ｍｂ ｒ ｉ ｄ ｇ ｅ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ Ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ， ２ ０ ０ ５ ． ［ ９ ］ Ｈｅ ｙ ｅ ｓ Ｐ ． Ｔ ｈ ｅ ａ ｓ ｓ ｅ ｓ ｓ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ ｕ ｓ ｅ ｏ ｆ ｌ ｉ ｎ ｅ ａ ｒ ｓ ｔ ａ ｉ ｃ Ｆ Ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ
刘 津东 王 焕 平 ： 蠕 墨合 金 铸 铁 活 塞 环 材 料研 发
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（ ２ ） 蠕 墨合 金 铸 铁 力 学 性 能 及 其 他 物理 性 能类 似 于多元 合 金 高强 度铸 铁 ， 但 其 良好 的加工 性 能远
远优 于 多元 合 金 高强度 铸 铁 ； 并且 生产 多￣ ３ ６
［ ７ ］ 范 鑫等 ． 基 于有 限元 法 的 柴 油 机 连杆 强 度 分 析 研究 ［ Ｊ 】 ． 机 械
ｆ ２ ） 连杆 杆身 在压 工况 下应 力值 较高 ， 特 别是 连
杆 杆 身 与大 小头 圆弧过 渡 处 ， 造 成连 杆 杆 身 应力 幅 较大 。 因此要 从 疲 劳安 全 角度 对 连杆 的工 作 安全 性 进 行 考察 ， 经 计 算 表 明连杆 的静 强度 及 疲 劳 强度 均 能满 足使用 要 求 。
强度 铸铁 时需 要 加入 多种 合金 铁，其 材料 成本 明显
高 于蠕 墨合 金 铸铁 成本 ； 蠕 墨 合金 铸 铁环 比高 合 金 铸 铁 环每 片成本 可 降低 １ ５ ％， 约１ 元。
圈４
４ 结 论
（ １ ） 用蠕 墨合金 铸铁 生产 活塞 环是可 行 的。
（ ２ ］ 生 产蠕 铁 技术 难 度较 大 ， 制 取蠕 铁 的方 法 虽 然有 “ 干 扰法 ” 、 “ 弱球 化元 素法 ” 、 “ 喂丝 法 ” 、 “ Ｓ ￣ ｎ ｔ ｅ ｒ
杆 安全 性影 响很 小 。连 杆盖 在连 杆螺栓 平 台处应 力
触， 通 过调 整 各 接触 间 的偏 移量 来 模 拟零 部件 间 的
间隙和 过盈 等计算 方 法是可 行 的。
参 考文献
［ １ 】 郑启福． 内燃 机 动 力 学 【 Ｍ］ ． 北京 ． 国 防工 业 出版 社 ． １ ９ ９ １ ［ ２ ］ 丁家松． 连 杆 有 限元 计 算 边 界 条 件 研 究 ｆ Ｊ ］ ． 柴油机． ２ ０ １ ０ （ ３ ） ：
铸铁环。
ｃ ａ ｓ ｔ 法” 等 多种 ， 但 要 稳 定 生 产 高 蠕化 率 蠕 铁 环 ， 还
是 有一 定难 度 。我们 通 过试 验 ， 已初步 掌握 了生 产 蠕铁 的工艺 参 数 ， 已批 量 生 产 出高蠕 化 率 的蠕 墨 合 金铸 铁活 塞环 。
３ 加工、 成 本 分 析
较大 ， 与 预 紧工 况 相 比 ， 拉 工 况下 其应 力 降 低 ， 压 工 况下应力增加 ． 总体 来 看 其应 力 值 不 高 ， 变 化 幅 度 不大 ， 对连杆 安全 性影 响很 小 。
２ ０ ０ １ （ ６ ） ： １ ２ ￣ １ ５ 【 ６ ］ 程 峰． ２ １ ０ ８ 柴 油 机 连 杆 的 三 维有 限元 分 析 ［ Ｊ ］ ． 拖 拉 机 与 农 用
２ ４～２ ８
［ ３ 】 赵少汴． 抗疲劳设计一方法与数据【 Ｍ】 ． 北京． 机 械 工 业 出 版
社． １ ９ ９ ７
［ ４ ］ 欧 贵宝 等 ． 材料力学［ Ｍ】 ． 哈 尔 滨． 哈 尔 滨工 程 大 学 ． ２ ０ ０ ３ ［ ５ 】 邓兆祥等． Ｎ ４ ８ ５ 柴油机连杆静强度有 限元分析［ Ｊ ］ ． 内燃 机 ．
通过 以上 图３ 和 图４ 可看出 ． 经 此 工艺 生 产 的蠕 墨 合 金 铸 铁 活 塞 环 ，所 测 的环 弹性 模 量 都 稳 定 在 １ ２ ５ ０ ０ ０ Ｎ ／ ｍ ｍ 之上 ： 抗 弯 强度 都 稳定 在 １ １ ０ ０ Ｎ ／ ｍｍ 以
上， 弹 性模 量 、 抗 弯强 度 都 接 近 于球 铁 环 ， 优 于合 金
（ １ ） 由于蠕 墨 合 金铸 铁 环石 墨形 态 的特点 ， 其 耐 磨性 优 于 球铁 环 ， 环 体加 工 完 毕表 面 氮 化 而不 用 进 行镀 铬 处理 ： 这样 在 机加 工 过程 中蠕 墨合 金 铸 铁 比 镀铬 球 铁 环可 减 少 １ ６ 道 工 序加 工 ， 极 大 的提 高 了 劳 动 效 率 并 且 解 决 了机 加 工 掉 铬废 品率 高这 一 顽 固 问题 。经分 析计 算每 片蠕 墨合 金铸铁 环 比镀铬 球 铁 环成 本 降低３ ０ ％， 约２ 元。