摘要：对柴油机气缸盖阀座密封带深度的测量做了细致分析，介绍了一种基于标准钢球的简便测量方法，能实现快速、准确和低成本。

　　关键词：气缸盖;密封带;深度;标准钢球;测量

　　柴油机气缸盖阀座密封带的加工和测量，一直都是气缸盖生产的重点。密封带深度(图1中的尺寸H)，是阀座密封带的重要质量特性之一，在生产线特别是多品种小批量试制现场，要求其测量必须快速、准确、低成本。

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　　1.密封带深度测量现状

　　气缸盖密封带深度测量，普遍采用锥面深度规(如图2所示)，其原理是：检具体中间装有一个可伸缩的测量干，测量过末端接数据显示器或千分表;测量时，先用标准件对测量杆校零，密封带深度对标准件的偏差通过测量杆显示在千分表上。

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　　锥面深度规是专用检具，能快速准确测量。但也存在一些不足：

　　(1)检具是专用的，只适合于一种密封带。当密封带参数稍作更改时，检具就不适用。

　　(2)设计和制造的周期长，一般要10个月以上，影响气缸盖的生产。在多品种小批量试制时，只能用气门做临时检具;等专用检具设计制造回来时，气缸盖已经试制了好几轮，或密封带参数已做了设计更改。

　　(3)成本高。由于检具是单件生产，且精度非常高，因此国产锥面深度检具的购价达数千元，进口的则超万元。

　　(4)检具易磨损。不管测量杆的测量头是锥面而是圆柱形，与密封带都是固定的线接触，使用时间一长，就容易造成测量杆或标准件的磨损。

　　2.标准钢球测量原理

　　2.1 测量思路

　　气缸盖阀座密封带，是一个母线等于密封带宽度的短圆锥。该圆锥主的参数：圆锥角是α;圆锥上直径为Φd的正截面，到气缸盖底面距离等于H。

　　用一定直径的钢球与密封带相切，可以证明：钢球顶点到气缸盖底面的距离h(称为钢球凸出高度)，随密封带深度H的变化作负的线性变化。

　　根据GB/T308-2002，滚动轴承用钢球具有：标准化的一系列直径;<2μm的球形误差，不超过0.1Ra的粗糙度;极好的耐磨性;由于是标准化大批量生产，有比较低廉的价格。

　　因此，对要测量深度的密封带，完全可以选取一个合适直径的钢球，使之与被测密封带相切，通过测量钢球凸出高度h，来判断密封带深度H是否合格。

　　2.2 h和H的负线性变化关系

　　直径为SΦD的钢球，与深度为H的密封带相切(图3)，钢球凸出高度是h1，球心是O1，切点是B1。

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　　当圆锥角α不变，密封带深度H有一个增量△H时，钢球凸出高度下降为h2，球心是O2，切点是B2，钢球最高点变化量△h为：

　　△h=h2-h1=Lo1o2=LB1B2=-△H (1)

　　因此，钢球凸出高度的变化，与密封带深度的变化，是传递比为-1的线性关系。

　　3.应用实例

　　图4是测量某种缸盖密封带深度的实际应用，密封带参数：H=4.05±0.1，Φd=Φ41.4。

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　　首先用作图法，求出相切于Φ41.4截面的钢球直径SΦ57.92,;再与GB/T308-2002比较，选取SΦ57.15标准钢球(尽量选取切点在密封带中点附件)。

　　其次，根据规定的SΦ57.15标准钢球，用作图法求出钢球凸出高度44.23,。

　　最后，将44.23±0.1标明在检验文件或相关工艺文件中。

　　测量时，用一把带表数显高度游标尺，在缸盖底面对零后，测量钢球的实际凸出高度，与44.23±0.1比较，判断密封带深度是否合格。

　　4.结束语

　　标准钢球价格随直径变化，一般从数元到100多元;而国产数显高度尺是通用的，约400元，都很容易从市场获得，总的检具成本只是锥面深度检具的十几分之一。

　　钢球任意一个Φd截面，都能与密封带相切，但锥面深度检具的接触点是固定的，因此标准钢球有更好的耐磨性;当设计更改密封带参数(如更改密封带深度或圆锥角)，只要原来的钢球还能与密封带相切，就可继续使用;而锥面深度检具，则必须还能与密封带相切，就可继续使用;而锥面深度检具，则必须重新制作标准间。因此，采用标准钢球结合数显高度尺测量气缸盖密封带深度，能实现快速、标准和低成本。

　　参考文献：

　　[1]GB/T308-2002，滚动轴承.钢球[S]

　　[2]王伯平.互换性与测量技术基础[M].北京：机械工业出版社，2000.

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