專利名稱：無機(jī)非金屬缸套汽缸體及制成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在汽缸內(nèi)加入無機(jī)非金屬缸套提供空間并引導(dǎo)活 塞往復(fù)移動的汽缸體。屬機(jī)械加工技術(shù)領(lǐng)域。
二背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)外用于內(nèi)燃機(jī)及壓縮機(jī)等往復(fù)活塞式機(jī)械裝置，采用的 汽缸體其缸套均由合金鑄鐵如高磷鑄鐵、鉤鑄鐵、硼鑄鐵和鈦釩鑄鐵、 合金鋼等金屬材料進(jìn)行制作。該汽缸體的缸套使用中除正常磨損外還會 出現(xiàn)熔著磨損和腐蝕磨損等現(xiàn)象。因而縮短了往復(fù)活塞式機(jī)械裝置的使 用壽命，為了解決上述問題，多年來，人們提出以無機(jī)非金屬材料(陶 瓷、玻璃、天然水晶、剛玉、石墨等)作為汽缸體缸套，因?yàn)樯鲜鰺o機(jī) 非金屬材料耐磨、耐腐蝕、耐高溫，應(yīng)該是最好的缸套材料，但由于無 機(jī)非金屬材料的缺點(diǎn)是，強(qiáng)度及剛性不好、易碎，所以至今無法實(shí)現(xiàn)該
方案，為了解決上述問題，中國專利號03278759，提供一種復(fù)合納米 陶瓷汽缸套。"其特征是缸套內(nèi)壁設(shè)有凹槽，凹槽內(nèi)復(fù)合有納米陶瓷層， 使用時，裝在活塞上的活塞環(huán)僅與納米陶瓷層產(chǎn)生磨擦，"該專利由于 納米陶瓷具有良好的耐磨性，因而延長了缸體的壽命，降低了使用成本。 但實(shí)施具有一定難度，這是因?yàn)槌Ｒ?guī)技術(shù)的金屬缸套與汽缸體上的缸孔 要求以過盈配合壓入，因而要求缸套要有一定的剛性，因陶資材料質(zhì)脆、 易碎，只能采用在金屬缸套內(nèi)壁設(shè)有凹槽，凹槽內(nèi)復(fù)合有納米陶瓷層， 這種復(fù)合方式。但這種方式的缺點(diǎn)是在內(nèi)然機(jī)的裝置中，汽缸套內(nèi)表面 直接與高溫、高壓的燃?xì)猸h(huán)境下工作，因兩種不同的材料共處一表面， 其熱膨脹多數(shù)不同，很難保證汽缸套內(nèi)表面平整光滑，因而該方案實(shí)現(xiàn) 有一定困難。
三、 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在克服已有技術(shù)的不足，而提供一種實(shí)用性能好，易 于實(shí)現(xiàn)的新萬案。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的形式l，在汽缸體(l)的缸孔內(nèi)所安 裝的無機(jī)非金屬缸套(2)是用無機(jī)非金屬材料制成的圓筒套，先將無 機(jī)非金屬缸套(2)裝入在一個外金屬套(3)內(nèi)，再共同安裝在汽缸體 (1)的缸孔內(nèi)。形式2，在汽缸體(1)的缸孔內(nèi)直接裝入無機(jī)非金屬 缸套(2)，不加外金屬套(3)。上述兩種形式的制作方法是無機(jī)非金屬 缸套(2)這個圓筒套在制作時其外直徑尺寸應(yīng)大于、等于汽缸體(1) 上的缸孔的內(nèi)直徑尺寸或外金屬套(3)的內(nèi)直徑尺寸，安裝時，先將 汽缸體(1)或外金屬套(3)加熱，使其在受熱的條件下膨脹，當(dāng)汽缸 體(1)的缸孔或外金屬套(3)的內(nèi)直徑膨脹大于無機(jī)非金屬缸套(2) 外直徑時，將其置入到汽缸體(1)的缸孔內(nèi)或外金屬套(3)內(nèi)。當(dāng)汽 缸體(1)或外金屬套(3)經(jīng)自然冷卻或人工冷卻后，被下入的無機(jī)非 金屬缸套(2)與外金屬套(3)或汽缸體(1)成為了一堅固的整體結(jié) 構(gòu)。
本發(fā)明雖然結(jié)構(gòu)與制成筒單，但確有效，它能解決帶有無機(jī)非金屬 缸套的汽缸體的實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1、因?yàn)闊o機(jī)非金屬材料缸套具有耐磨性及耐溫 性，因而在正常磨損，熔著磨損及腐蝕磨損等方面，較常規(guī)技術(shù)的金屬 型缸套制作的機(jī)體，機(jī)械性能有大幅度提高。2、因?yàn)檫@個圓筒狀的無 機(jī)非金屬缸套(2)是由汽缸體(1)或外金屬套(3)冷縮后與其壓縮 緊固在一起，并使其內(nèi)部應(yīng)力增大，因而其剛性增強(qiáng)，強(qiáng)度加大。因而 用本發(fā)明的制成的汽缸體(1)耐磨性、熱穩(wěn)定性及耐溫性均好。
本發(fā)明主要應(yīng)用在活塞式內(nèi)燃發(fā)動機(jī)和活塞式壓縮機(jī)上。
四、附圖及圖面"i兌明
圖l:為本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖
圖2:為本發(fā)明實(shí)施例2的干式缸套型結(jié)構(gòu)示意圖
圖3:為本發(fā)明實(shí)施例2的溫式缸套型結(jié)構(gòu)示意圖
圖面^t明如下1、汽缸體 2、無機(jī)非金屬缸套3、外金屬套 五具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1: 一種在缸孔內(nèi)直接安裝無機(jī)非金屬缸套(2)的汽缸體。 下面結(jié)合

圖1詳細(xì)說明以據(jù)本發(fā)明提出的具體結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)及使用情況。
本實(shí)施例1用鑄4失制成汽缸體(1 )其缸孔的內(nèi)直徑為llOmm，高 度為100mm，用陶瓷制成的圓筒狀的無機(jī)非金屬套(2)，其高度為 100mm，外直徑為110.2mm，厚度為8mm，未裝配前，二者過盈配合 尺寸為0.2mm，將汽缸體(1 )進(jìn)行加熱至200。C以上，當(dāng)汽缸體(1 ) 上的缸孔增加到110.6左右時將陶瓷制成的無機(jī)非金屬缸套(2 )置入在 汽缸體(1 )的缸孔內(nèi)，經(jīng)自然冷卻或人工冷卻后，汽缸體(1 )降溫收 縮，此時無機(jī)非金屬缸套(2)被緊合在汽缸體(1)的缸孔內(nèi)。用陶瓷 材料制成的無機(jī)非金屬缸套(2)在汽缸體(1)緊合力的作用下，使其 內(nèi)應(yīng)力得到增強(qiáng)，剛性加大，因而在一定程度上改變了無機(jī)非金屬材料 質(zhì)脆、易碎的缺點(diǎn)。使其應(yīng)用在高溫、高壓下環(huán)境下能夠正常工作。汽 缸體(1)與無機(jī)非金屬缸套(2)之間緊合力的大小與冷態(tài)時，二者之 間過盈配合尺寸的大小有關(guān)，當(dāng)無機(jī)非金屬缸套(2)的外徑尺寸過盈 配合尺寸越大。在裝配時，汽缸體(1)需要提高加熱溫度，才能保證 其缸孔經(jīng)膨脹后的內(nèi)直徑尺寸增大。因而當(dāng)汽缸體(1)冷卻后其緊合 力越大。當(dāng)緊合力超越極限時，容易造成汽缸體(1)開裂或無機(jī)非金 屬缸套(2) ^^濟(jì)壓破碎。因而無機(jī)非金屬缸套(2)的外徑尺寸過盈量 應(yīng)在0 10mm為宜。這也要纟艮據(jù)汽缸體(1)上的缸孔直徑大小與無機(jī) 非金屬缸套(2)所選用的材料及缸套壁的厚度來決定。無機(jī)非金屬缸 套(2)的內(nèi)直徑尺寸與所需的活塞相配合，并經(jīng)金剛磨頭鏜磨，用以 確保其內(nèi)面光滑及配合尺寸的精確。無機(jī)非金屬缸套(2)除選用陶瓷 外，碳化硅、氧化鋁、玻璃及天然水晶、石墨、巖石等耐磨性較好的材 料均可選用，并能制成高質(zhì)量的發(fā)動機(jī)及壓縮機(jī)新產(chǎn)品。
實(shí)施例2: —種在無機(jī)非金屬缸套(2)外帶有外金屬套(3)的汽 缸體。下面結(jié)合圖2、圖3詳細(xì)說明依據(jù)本發(fā)明提出的具體結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)及使
用情況。
本實(shí)施例采用了常規(guī)技術(shù)的汽缸套作為外金屬套(3)，干式缸套型 如圖2所示，外金屬套(3)材料是合金鑄鐵，壁厚為2 3mm，若選用 鋼或合金鋼材料厚度為0.5 1.5mm，無機(jī)非金屬套(2 )采用陶瓷、石英 玻璃、天然水晶均可，將無機(jī)非金屬缸套(2)制成圓筒狀，其外直徑 尺寸要大于或等于外金屬套(3)的內(nèi)直徑尺寸，兩者配合尺寸掌握在 0 10mm的范圍之間為宜，先將外金屬套(3)加熱至200T:以上，當(dāng)外 金屬套(3)受熱膨脹后，其內(nèi)直徑尺寸將大于無機(jī)非金屬缸套(2)的 外直徑尺寸，此時將無機(jī)非金屬缸套(2)插入在外金屬套(3)內(nèi)，經(jīng) 人工冷卻或自然冷卻后，兩者緊合為牢固一體，再將這結(jié)合后兩者用常 規(guī)方式裝入汽缸體(1)的缸孔內(nèi)。為了保證外金屬套(3)與無機(jī)非金 屬套(2 )之間在安裝緊合時質(zhì)量的穩(wěn)定性，最好先將無機(jī)非金屬套(2 ) 的外部面涂抹一層高溫膠或經(jīng)水調(diào)和的粘稠狀無機(jī)混合物。它的作用是 當(dāng)外金屬套(2)在冷卻緊合時無機(jī)非金屬套(2)外表面帶有的高溫膠 或水調(diào)粘稠狀無機(jī)混合物在受壓情況下，有流淌現(xiàn)象它能自動調(diào)整受力 點(diǎn)，使無機(jī)非金屬套(2)均勻受壓。濕式缸套型如圖3所示，所采用 的材料與制作方法與干式缸套型基本一致，不同點(diǎn)僅在于外金屬套(3) 的外部帶有與汽缸體(1)配合的防水密封圈。本實(shí)施例2較實(shí)施例1 在制作上更為方便快捷。這是因?yàn)閮H把外金屬套(3)與無機(jī)非金屬缸 套(2)用本發(fā)明進(jìn)行處理成牢固整結(jié)構(gòu)即可。外金屬套(3)與汽缸體 (1)的裝配與常規(guī)技術(shù)相同。本實(shí)施例2技術(shù)主要應(yīng)用在活塞式發(fā)動 機(jī)上。
權(quán)利要求
1、一種提供空間并引導(dǎo)活塞復(fù)移動的汽缸體，在汽缸體(1)的缸孔內(nèi)直接裝入圓筒狀，用無機(jī)非金屬材料制成的無機(jī)非金屬缸套(2)或先將無機(jī)非金屬缸套(2)裝在外金屬套(3)后，再共同裝入在汽缸體(1)的缸孔內(nèi)，其特征是無機(jī)非金屬缸套(2)在制作時其外直徑尺寸應(yīng)大于、等于汽缸體(1)上的缸孔的內(nèi)直徑尺寸，若帶有外金屬套(3)時，無機(jī)非金屬缸套(2)的外直徑尺寸應(yīng)大于、等于外金屬套(3)內(nèi)直徑尺寸，制成的方法是先將汽缸體(1)或外金屬套(3)加熱，使汽缸體(1)上的缸孔或外金屬套(3)的內(nèi)直徑膨脹擴(kuò)大后，再將無機(jī)非金屬缸套(2)置入在汽缸體(1)或外金屬套(3)內(nèi)，當(dāng)汽缸體(1)或外金屬套(3)冷卻后被下入的無機(jī)非金屬缸套(2)被緊縮在汽缸體(1)內(nèi)或外金屬套(3)內(nèi)，使其成為一堅固整體的結(jié)構(gòu)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無機(jī)非金屬缸套的汽缸體，其特征 是所說的先將汽缸體(1 )或外金屬套(3)加熱，加熱溫度在200T,以 上再將無機(jī)非金屬缸套(2 )置入在汽缸體(1 )的缸孔內(nèi)或置入在外金 屬套(3)內(nèi)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無機(jī)非金屬釭套的汽缸體，其特征 是所說的置入前無機(jī)非金屬缸套(2)的外直徑尺寸比將安置入的汽缸 體(1)上的缸孔或外金屬套的內(nèi)直徑大于、等于的范圍是0 10mm。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無機(jī)非金屬缸套的汽缸體，其特征 是所說無機(jī)非金屬缸套(2)的材料采用的是陶瓷、玻璃、水晶、石墨 及耐磨性好的無機(jī)非金屬材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無機(jī)非金屬套的汽缸體及制成方法，屬機(jī)械加工領(lǐng)域。其特征是圓筒狀的無機(jī)非金屬套(2)的外直徑尺寸在制作時應(yīng)大于、等于汽缸體(1)上的缸孔或外金屬套(3)的內(nèi)直徑尺寸，安裝時，先將汽缸體(1)或外金屬套(3)加熱至200℃以上，使其膨脹后直接置入無機(jī)非金屬套(2)或置入在外金屬套(3)內(nèi)再裝入汽缸體(1)的缸孔內(nèi)。用本發(fā)明制作的汽缸體(1)，堅固耐用、抗磨性能好，本發(fā)明應(yīng)用于發(fā)動機(jī)、壓縮機(jī)等提供空間引導(dǎo)活塞往復(fù)移動的機(jī)械設(shè)備上。
文檔編號F16J10/00GK101285524SQ200710100598
公開日2008年10月15日 申請日期2007年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月13日
發(fā)明者范圣太 申請人:范圣太