CN106402133A - 一种缸盖螺栓自动均载方法 - Google Patents
一种缸盖螺栓自动均载方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106402133A CN106402133A CN201610988913.8A CN201610988913A CN106402133A CN 106402133 A CN106402133 A CN 106402133A CN 201610988913 A CN201610988913 A CN 201610988913A CN 106402133 A CN106402133 A CN 106402133A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- bolt
- cylinder
- automatic load
- cylinder head
- head bolts
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 title abstract 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 28
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- 229910001000 nickel titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 14
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 9
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 229910000677 High-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000003137 locomotive effect Effects 0.000 description 2
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 229910000905 alloy phase Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000003446 memory effect Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 230000036299 sexual function Effects 0.000 description 1
- 229910001285 shape-memory alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B43/00—Washers or equivalent devices; Other devices for supporting bolt-heads or nuts
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Connection Of Plates (AREA)
Abstract
本发明公开了一种缸盖螺栓自动均载方法，其在缸盖螺栓上安装NiTi合金垫片，所述合金垫片中Ni:Ti摩尔比为50.8:49.2。加载本发明的NiTi合金垫片后，各螺栓组之间的不均匀度得到调整，动应力明显降低，具有显著的均载传力及防治螺栓断裂的效果。
Description
技术领域
本发明涉及缸盖技术领域，尤其涉及一种内燃机缸盖螺栓自动均载方法。
背景技术
内燃机车缸盖螺栓是连接内燃机气缸盖和机体的关键受力构件，其采用高强度螺栓组。该螺栓组在工作过程中承受预紧力、动应力和热应力的共同作用，并且各个螺栓上的受力是极不均匀的，极易造成个别螺栓超载，引起塑性变形或疲劳破坏或气缸盖的变形，是气缸盖与机体间的密封性变差，产生漏气现象，导致内燃机动力下降或一些恶性事故的发生。因此，如何解决缸盖螺栓组的均载和防止断裂问题，是目前急需解决的关键问题之一。
随着科学技术的发展，工程结构的建设规模日益大型化和复杂化，对其质量的要求日趋严格。NiTi系形状记忆合金具有稳定的形状记忆和超弹性功能，同时还具有优良的加工性、强度、耐磨性、耐腐蚀性和生物相容性等性能，在工业自动化、航天航空、医疗卫生、仪器仪表及机械制造等工业领域得到广泛应用。NiTi系形状记忆合金可以可制成各种连接紧固件，如管接头，紧固圈、连接套管和紧固铆钉等。同时NiTi系形状记忆合金也是制造驱动器和制动器的优异材料。在医学上，NiTi合金与不锈钢、钴铬合金相比，具有更为优良的生物相容性和低生物蜕变性。
CN 102518640 A公开了一种与现有传统高碳钢、不锈钢等传统材料弹性垫片相同规格、相同形状垫片，主要适于电力设备接头的记忆合金材料弹性垫片，其采用(52％)NiTi合金，其用于有电流流过的电力设备接头或有温度变化要求的各种接头处，因工频震动产生螺栓松动而发热时弹簧垫片将产生温度形变力，此力会增加连接处的压力减少接头处接触电阻来抑制发热，从而节约能源，保障安全。
然而，现有技术多集中于对螺栓本身或螺栓装配方法的改进，而没有一种简单的方法来改善螺栓的均载。
发明内容
本发明的目的在于提出内燃机缸盖螺栓自动均载方法，该方法能够实现自动均在传力，解决缸盖螺栓受力不均、超载断裂问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种内燃机缸盖螺栓自动均载方法，其在缸盖螺栓上安装NiTi合金垫片，所述合金垫片中Ni:Ti摩尔比为50.8:49.2。
本发明的NiTi合金属于形状记忆合金，形状记忆合金是一类基于热弹性马氏体相变而具备形状记忆效应的金属材料，这类材料的相变特性除了与温度的依存关系外，还与应力(或应变)密切相关。在以应变—温度特性描述合金的记忆特性时，通常还必须将应力作为一个约束条件，也就是说，当应力不同时，它的应变—温度特性也会产生变化。因此在记忆合金的应用研究中，必须将应力、应变和温度同步地进行考虑。记忆合金的特性与合金内在的相变过程密切相关，在NiTi合金中除马氏体相变外，还存在一类R相变，使得合金相变和记忆特性变得更为复杂。
本发明经过众多配比，发现只有当Ni:Ti摩尔比为50.8:49.2时，本发明的螺栓才能自动均载、传力。
本发明的特定NiTi合金的选择，是基于大量实验与理论推导得出的，其不是通过有限次试验即可确定的。本发明的NiTi合金无约束状态下的合金电阻随温度的变化可知，该合金在降温过程中先期形成R相，随着温度进一步降低又发生了M相变。在M相变完成后，升温过程中会出现M→B2(母相)逆向转变，其相变温度为:Rs＝318K；Rf＝300K；Ms＝275K；Mf＝260K；As＝315K；Af＝325K。由此可以看出，在降温过程中发生了两次相变，B2→R→M，而在升温时，M直接转变成B2相，而没有经历R相变。其余NiTi合金由于不具备该相变特性，而不能简单替代本发明的NiTi合金材料。
本发明曾经尝试采用52:48的NiTi合金材料制作垫片，但得到的垫片在缸盖螺栓的使用中，并不能完全均载传力，达不到本发明的技术要求。
本发明的NiTi合金垫片，对形状、规格没有特定要求。其可以与现有传统高碳钢、不锈钢等传统材料弹性垫片相同规格、相同形状垫片。
本发明的缸盖螺栓自动均载方法，通过采用特别的NiTi合金垫片，实现自动均载传力，解决缸盖螺栓受力不均、超载断裂问题。经实际使用验证，才用本发明的方法，10000条螺栓都未出现受力不均、超载断裂的问题。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
通过常规制备制备方法，得到(50.8)NiTi合金垫片，将其应用于东风4B内燃机车柴油机缸盖螺栓上，并跟踪柴油机台架试验的各个工况，测试其螺栓静动态应力大小。
静态测试时应变片输出的信号由YJ-25静态应变仪接收并记录，动态测试时应变片输出的信号由MCC-8A动态应变仪接收，采用MR-30磁带记录仪记录各种信号，并通过CS2092信号分析仪实时分析螺栓组在工作过程中的各种动态信号。
在缸盖螺栓按规定力矩扭紧后，测试第4缸和第12缸预紧力的大小，测试结果表明，加装本发明的NiTi合金垫片对缸盖螺栓的平均预紧力没有影响，但是缸盖各螺栓之间的预紧力不均匀程度由普通垫片的14.2降低到3.8。
跟踪柴油机台架试验的各主要工况，分别测试第4缸和第12缸在工作状态下的螺栓动态应力，其结果可以看出，加载本发明的NiTi合金垫片后，缸盖螺栓的动应力明显降低。在功率为2646kW时，其动应力相较于加载普通垫片降低了12，不均匀度由21.9降低到3.6-5.8。
上述试验证明，加载本发明的NiTi合金垫片后，各螺栓组之间的不均匀度得到调整，动应力明显降低，因此具有显著的均载传力及防治螺栓断裂的效果。
Claims (3)
1.一种缸盖螺栓自动均载方法，其在缸盖螺栓上安装NiTi合金垫片，所述合金垫片中Ni:Ti摩尔比为50.8:49.2。
2.如权利要求1所述的缸盖螺栓自动均载方法，其特征在于，所述缸盖螺栓是内燃机缸盖螺栓。
3.如权利要求2所述的缸盖螺栓自动均载方法，其特征在于，所述内燃机是柴油机。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610988913.8A CN106402133A (zh) | 2016-11-10 | 2016-11-10 | 一种缸盖螺栓自动均载方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610988913.8A CN106402133A (zh) | 2016-11-10 | 2016-11-10 | 一种缸盖螺栓自动均载方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106402133A true CN106402133A (zh) | 2017-02-15 |
Family
ID=59230272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610988913.8A Pending CN106402133A (zh) | 2016-11-10 | 2016-11-10 | 一种缸盖螺栓自动均载方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106402133A (zh) |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2142724A (en) * | 1983-06-13 | 1985-01-23 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Shape memory effect devices |
| CN2883762Y (zh) * | 2005-11-01 | 2007-03-28 | 甘肃省机械科学研究院 | 装有记忆合金密封垫片的连接装置 |
| CN101003868A (zh) * | 2006-12-25 | 2007-07-25 | 华南理工大学 | 一种具有梯度孔隙率镍钛形状记忆合金的制备方法 |
| CN101139664A (zh) * | 2007-10-12 | 2008-03-12 | 华南理工大学 | 可控孔隙特征轻质高强多孔镍钛记忆合金的制备方法 |
| CN101407867A (zh) * | 2008-11-26 | 2009-04-15 | 华南理工大学 | 复合型轻质高强镍钛记忆合金基高阻尼材料制备方法 |
| CN101889200A (zh) * | 2007-12-04 | 2010-11-17 | 库克公司 | 对形状记忆材料中的相变进行表征的方法 |
| CN102409197A (zh) * | 2011-11-11 | 2012-04-11 | 南京工业大学 | 形状记忆合金密封垫片及其生产工艺 |
| CN104630567A (zh) * | 2015-02-12 | 2015-05-20 | 陕西理工学院 | Ti-Ni基形状记忆合金薄带及其制备方法 |
| CN105039785A (zh) * | 2015-07-08 | 2015-11-11 | 陕西理工学院 | 一种富钛Ti-Ni形状记忆合金薄带及其制备方法 |
-
2016
- 2016-11-10 CN CN201610988913.8A patent/CN106402133A/zh active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2142724A (en) * | 1983-06-13 | 1985-01-23 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Shape memory effect devices |
| CN2883762Y (zh) * | 2005-11-01 | 2007-03-28 | 甘肃省机械科学研究院 | 装有记忆合金密封垫片的连接装置 |
| CN101003868A (zh) * | 2006-12-25 | 2007-07-25 | 华南理工大学 | 一种具有梯度孔隙率镍钛形状记忆合金的制备方法 |
| CN101139664A (zh) * | 2007-10-12 | 2008-03-12 | 华南理工大学 | 可控孔隙特征轻质高强多孔镍钛记忆合金的制备方法 |
| CN101889200A (zh) * | 2007-12-04 | 2010-11-17 | 库克公司 | 对形状记忆材料中的相变进行表征的方法 |
| CN101407867A (zh) * | 2008-11-26 | 2009-04-15 | 华南理工大学 | 复合型轻质高强镍钛记忆合金基高阻尼材料制备方法 |
| CN102409197A (zh) * | 2011-11-11 | 2012-04-11 | 南京工业大学 | 形状记忆合金密封垫片及其生产工艺 |
| CN104630567A (zh) * | 2015-02-12 | 2015-05-20 | 陕西理工学院 | Ti-Ni基形状记忆合金薄带及其制备方法 |
| CN105039785A (zh) * | 2015-07-08 | 2015-11-11 | 陕西理工学院 | 一种富钛Ti-Ni形状记忆合金薄带及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101865288B (zh) | 一种c形包覆密封环 | |
| CN110802380B (zh) | 一种风电齿轮箱行星部件的装配方法 | |
| CN102729017A (zh) | 一种机车齿轮锻件的生产方法 | |
| CN202176712U (zh) | 一种内置弹簧的c形包覆密封环 | |
| CN106402133A (zh) | 一种缸盖螺栓自动均载方法 | |
| JPH043129Y2 (zh) | ||
| CN201666832U (zh) | 螺栓载荷扭矩指示仪 | |
| CA2888288C (en) | Method for manufacturing superior 13cr friction-welded drillrod | |
| CN103266281A (zh) | 一种超级双相不锈钢管及其生产工艺 | |
| CN103377725A (zh) | 一种反应堆堆内构件 | |
| CN105042234A (zh) | Mmc型垫片及法兰连接设计方法 | |
| CN208635930U (zh) | 一种热电偶 | |
| CN106499716A (zh) | 一种改良的缸盖螺栓自动均载方法 | |
| CN201322037Y (zh) | 组合弹性垫片 | |
| CN203082317U (zh) | 锻制铝材低温角阀 | |
| CN104075059A (zh) | 膨胀节自平衡式结构 | |
| CN206682131U (zh) | 一种带有记忆合金环的锁紧螺母的连接副 | |
| CN204061484U (zh) | 一种预紧力紧固件 | |
| CN202008296U (zh) | 一种高温高压管式炉 | |
| Rajadurai et al. | Modal analysis for exhaust manifold in hot condition, is there a need? | |
| WO2019047916A1 (zh) | 密封性优越式手动高温高压疏水球阀 | |
| CN215444207U (zh) | 一种提高可靠性的排气系统结构 | |
| CN202326651U (zh) | 金属波齿包边复合垫片 | |
| CN206625913U (zh) | 气缸盖衬垫 | |
| Sawa et al. | Evaluation of the Sealing Performance in Bolted Flange Connection Under Heat Condition and Internal Pressure: The Effect of Scatter in Bolt Preloads |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20170215 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |