活塞销自动检测系统开发及检测方法研究
发布时间：2021-08-29 19:02
活塞销是汽车发动机的重要零部件,其作用是连接活塞与连杆,并将活塞受到的力经过活塞销和连杆传递给曲轴。活塞销在制造中容易出现淬火裂纹、硬度低、外径和长度不合格、表面存在划痕等问题,会降低其力学性能。活塞销在高温环境中承受活塞运动带来的巨大交变载荷,容易造成磨损脱落甚至断裂,因此,活塞销的质量对汽车安全行驶至关重要。目前,活塞销通常采用人工检测,存在检测效率低、检测结果受人为主观因素影响大、检测结果无法追溯等不足。针对当前活塞销检测不足,本文提出了应用涡流法检测活塞销表面裂纹和硬度、应用电感笔检测活塞销长度和外径、应用CCD检测活塞销表面划痕的新方法,设计了一套活塞销自动化综合检测系统。可准确检测活塞销表面裂纹、长度、表面硬度、外径尺寸和表面划痕。实现了活塞销合格与不合格产品的自动分选。主要成果及创新点如下:首先,根据活塞销长度、外径、表面硬度、表面裂纹和表面划痕的检测要求,设计了一套活塞销自动化综合检测系统。主要包括机械结构、电气控制、控制主机和检测仪器,能够实现活塞销质量检测。其次,根据活塞销外径气动检测方案,理论分析了活塞销外径气动检测方法的原理,建立了活塞销外径与传感器信号的数学关...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
活塞销
图 1- 1 活塞销 图 1- 2 活塞销的装配位置示意图Figure1- 1 Piston pin Figure1- 2Assembly position diagram of piston pin活塞式发动机工作过程中，活塞销工作在相对恶劣的环境条件下，活塞温可达到 380℃以上，活塞销与活塞紧密连接，其温度可达 200℃以上[2]。另外活塞销随活塞一起高速往复运动，将承受很大的周期性交变负荷，虽然活塞销销孔内摆动角度不大且运动速度并不快，但是在巨大机械载荷下，难以形成润油膜，因此润滑条件相对较差[3]。甚至在活塞销与销孔的旋转运动中出现局部摩擦，容易导致活塞销表面严重磨损及拉伤，严重影响其工作寿命。据统计，由内燃机重要零部件失效导致的发动机失效事件占所有发动机失事故的 55%以上，其中活塞组失效占了很大比例。活塞销是活塞组中重要零件一，由于活塞销质量问题造成大量机电产品在有效寿命期内报废，甚至造成严恶性事故，活塞销失效形式主要为磨损和断裂，有学者对活塞销失效原因做了细分析[4,5]。2002 年 6 月 2 日，某发电厂某车间 4#机发生意外停车事故[6]，事原因是 B1 缸活塞销断裂，该机组运行时数为 27187h。被损坏发动机为 V 型 缸大功率中速柴油机。事故中，由于活塞销断裂，造成缸套严重拉缸、连杆小
1.绪论和维氏硬度（Vickers-hardness），这三种检测方式都是将金刚石压头在某个力的作用下压入被测材料，通过测量压痕来计算材料硬度。三种测量方式的不同之处在于压头形状的差异，从而压痕形状也不同：布氏硬度压头为球形，洛氏硬度压头为圆锥形，其压痕与材料表面切面均为圆形，通过测量圆的直径来衡量硬度大小；维氏硬度压头为四棱锥形，材料表面与压痕切面为方形，通过测量压痕对角线长度来衡量硬度大小。其硬度测量示意图如图 1-3 所示：
【参考文献】：
期刊论文
[1]活塞销加工工艺的改进[J]. 赵生喜. 内燃机与配件. 2017(04)
[2]一种基于FPGA的分频器的设计[J]. 易欢,肖顺文,李怡琳,杨湲. 信息通信. 2016(06)
[3]铁磁平板参数的正弦涡流检测方法研究[J]. 付剑津,雷银照. 仪器仪表学报. 2016(03)
[4]高精度活塞销外径检测系统设计[J]. 赵佳庆,李居峰,曹俊丽,卢腾达. 计量与测试技术. 2016(01)
[5]10-6量级精密离心机输出加速度测量模型及不确定度评定[J]. 凌明祥,黎启胜,张容,李明海,宁菲,卢永刚. 光学精密工程. 2015(08)
[6]考虑活塞-活塞销系统结构变形及空穴机理的活塞销润滑分析（英文）[J]. Lin BA,Zhen-peng HE,Yue-hui LIU,Gui-chang ZHANG. Journal of Zhejiang University-Science A（Applied Physics & Engineering）. 2015(06)
[7]蒸汽发生器传热管电涡流检测探头响应的理论建模与仿真[J]. 谢伟,范孟豹,曹丙花,刘芳沁,侯鹏磊. 中国科技论文. 2014(08)
[8]基于三维激光扫描的移动大尺寸圆柱体工件长度快速检测系统[J]. 周森,郭永彩,高潮,吴小燕. 光学精密工程. 2014(06)
[9]管道裂纹远场涡流检测的定量反演方法研究[J]. 张伟,师奕兵,王志刚,敖永才. 仪器仪表学报. 2013(08)
[10]三层平板导体厚度及电导率的涡流检测[J]. 任芳芳,雷银照. 无损检测. 2013(08)
博士论文
[1]多层导电结构电涡流检测的解析建模研究[D]. 范孟豹.浙江大学 2009
硕士论文
[1]基于涡流法的金属电导率检测技术研究[D]. 刘芳沁.中国矿业大学 2015
[2]基于阻抗分析法的电桥式涡流检测系统研究[D]. 徐涛.中北大学 2009
[3]感应加热温度场的数值模拟[D]. 张月红.江南大学 2008
本文编号：3371206
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
活塞销
图 1- 1 活塞销 图 1- 2 活塞销的装配位置示意图Figure1- 1 Piston pin Figure1- 2Assembly position diagram of piston pin活塞式发动机工作过程中，活塞销工作在相对恶劣的环境条件下，活塞温可达到 380℃以上，活塞销与活塞紧密连接，其温度可达 200℃以上[2]。另外活塞销随活塞一起高速往复运动，将承受很大的周期性交变负荷，虽然活塞销销孔内摆动角度不大且运动速度并不快，但是在巨大机械载荷下，难以形成润油膜，因此润滑条件相对较差[3]。甚至在活塞销与销孔的旋转运动中出现局部摩擦，容易导致活塞销表面严重磨损及拉伤，严重影响其工作寿命。据统计，由内燃机重要零部件失效导致的发动机失效事件占所有发动机失事故的 55%以上，其中活塞组失效占了很大比例。活塞销是活塞组中重要零件一，由于活塞销质量问题造成大量机电产品在有效寿命期内报废，甚至造成严恶性事故，活塞销失效形式主要为磨损和断裂，有学者对活塞销失效原因做了细分析[4,5]。2002 年 6 月 2 日，某发电厂某车间 4#机发生意外停车事故[6]，事原因是 B1 缸活塞销断裂，该机组运行时数为 27187h。被损坏发动机为 V 型 缸大功率中速柴油机。事故中，由于活塞销断裂，造成缸套严重拉缸、连杆小
1.绪论和维氏硬度（Vickers-hardness），这三种检测方式都是将金刚石压头在某个力的作用下压入被测材料，通过测量压痕来计算材料硬度。三种测量方式的不同之处在于压头形状的差异，从而压痕形状也不同：布氏硬度压头为球形，洛氏硬度压头为圆锥形，其压痕与材料表面切面均为圆形，通过测量圆的直径来衡量硬度大小；维氏硬度压头为四棱锥形，材料表面与压痕切面为方形，通过测量压痕对角线长度来衡量硬度大小。其硬度测量示意图如图 1-3 所示：
【参考文献】：
期刊论文
[1]活塞销加工工艺的改进[J]. 赵生喜. 内燃机与配件. 2017(04)
[2]一种基于FPGA的分频器的设计[J]. 易欢,肖顺文,李怡琳,杨湲. 信息通信. 2016(06)
[3]铁磁平板参数的正弦涡流检测方法研究[J]. 付剑津,雷银照. 仪器仪表学报. 2016(03)
[4]高精度活塞销外径检测系统设计[J]. 赵佳庆,李居峰,曹俊丽,卢腾达. 计量与测试技术. 2016(01)
[5]10-6量级精密离心机输出加速度测量模型及不确定度评定[J]. 凌明祥,黎启胜,张容,李明海,宁菲,卢永刚. 光学精密工程. 2015(08)
[6]考虑活塞-活塞销系统结构变形及空穴机理的活塞销润滑分析（英文）[J]. Lin BA,Zhen-peng HE,Yue-hui LIU,Gui-chang ZHANG. Journal of Zhejiang University-Science A（Applied Physics & Engineering）. 2015(06)
[7]蒸汽发生器传热管电涡流检测探头响应的理论建模与仿真[J]. 谢伟,范孟豹,曹丙花,刘芳沁,侯鹏磊. 中国科技论文. 2014(08)
[8]基于三维激光扫描的移动大尺寸圆柱体工件长度快速检测系统[J]. 周森,郭永彩,高潮,吴小燕. 光学精密工程. 2014(06)
[9]管道裂纹远场涡流检测的定量反演方法研究[J]. 张伟,师奕兵,王志刚,敖永才. 仪器仪表学报. 2013(08)
[10]三层平板导体厚度及电导率的涡流检测[J]. 任芳芳,雷银照. 无损检测. 2013(08)
博士论文
[1]多层导电结构电涡流检测的解析建模研究[D]. 范孟豹.浙江大学 2009
硕士论文
[1]基于涡流法的金属电导率检测技术研究[D]. 刘芳沁.中国矿业大学 2015
[2]基于阻抗分析法的电桥式涡流检测系统研究[D]. 徐涛.中北大学 2009
[3]感应加热温度场的数值模拟[D]. 张月红.江南大学 2008
本文编号：3371206
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