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什么是间隙配合过盈配合过渡配合它们在

发布时间:2023/5/23 19:24:10   
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在汽车修理作业中,经常会听到一些“配合”的概念,比如说间隙配合、过盈配合、过渡配合等等。它们都表示什么意思呢?在汽车上都有哪些应用呢?下面我们来分析一下这个问题。

所谓的“配合”是指基本尺寸相同的、相互结合的孔和轴的公差带之间的关系,通俗的说就是孔和轴之间的相对关系。在国标中,对配合规定了两种基准制,即基孔制和基轴制。在一般情况下,优先采用基孔制。

所谓的基孔制是指用基本偏差为一定的孔的公差带,与不同基本偏差的轴的公差带形成各种配合的一种制度。基孔制的孔为基准孔,其公差的下偏差为零。通俗的说就是孔的尺寸是固定不变的,通过改变轴的尺寸来调整配合性质。

所谓的基轴制是指用基本偏差为一定的轴的公差带,与不同基本偏差的孔的公差带形成各种配合的一种制度。基轴制的轴为基准轴,其公差的上偏差为零。通俗的说就是轴的尺寸是固定不变的,通过改变孔的尺寸来调整配合性质。

按照孔和轴公差带相对位置的不同,两种基准制都可以形成间隙配合、过盈配合和过渡配合。

1、间隙配合

孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸,所得的代数差为正数时称为间隙,此时孔的尺寸大于轴的尺寸。这种具有间隙(包括最小间隙为零)的配合称为间隙配合。由于间隙的存在,所以轴和孔之间允许有相对运动。比如孔的尺寸是20.02mm,轴的尺寸是19.98mm,那么二者的配合间隙就是20.02-19.98=0.04mm,此时轴可以在孔中自由转动或滑动。

在间隙配合的部位,一般都采用滑动轴承来支撑,也就是我们俗称的“铜套”“轴瓦”等,它的内表面通常浇铸或喷涂上一层特殊的减磨材料,比如巴氏合金、钨锡合金等。滑动轴承工作平稳、可靠、无噪声,在液体润滑条件下,滑动表面被润滑油分开而不发生直接接触,可以大大减小摩擦损失和表面磨损,油膜还具有一定的吸振能力,并且可以减小零部件的尺寸。缺点是起动摩擦阻力较大。在汽车上滑动轴承应用是非常多的,比如曲轴瓦、连杆瓦、凸轮轴瓦、变速箱齿轮等。

在汽车上,间隙配合是非常多的,只要是两个零部件之间具有相对运动,它们之间就一定有间隙,比如活塞与气缸之间、曲轴与气缸体、连杆之间、变速箱轴与壳体之间、气门与气门导管之间、齿轮与齿轮轴之间,车轮与车桥之间,等等。根据运动关系的不同,间隙配合的间隙大小也有所不同,一般都是在0~0.10mm之间。有些非常精密的间隙配合,它们在制造时是成对修磨的,后期不允许互换。比如高压泵的柱塞、喷油器的针阀等,它们的配合间隙在0.~0.mm之间,极度精密,如果燃油清洁度不高,含有少量的杂质就有可能造成喷油器针阀拉伤、卡死等故障。

比如说曲轴与气缸体、连杆之间的配合,正常间隙是在0.04~0.07mm之间。小于这个间隙,曲轴与气缸体、连杆之间的配合过紧,运转阻力较大,并且不利于润滑油膜的形成,很容易造成润滑不良而烧瓦的故障;如果大于这个间隙,曲轴与气缸体、连杆之间的配合过松,在工作时冲击力过大,会导致噪音增大、轴瓦异常磨损等故障,同时润滑油膜很容易被破坏,机油泄漏过多,机油压力低等,严重时甚至会造成化瓦、断曲轴等严重的机械故障。所以在大修发动机时,要精细的调整二者的间隙,超过误差允许的范围必须找到原因并做出相应的处理。

还有活塞与气缸之间的配合,这是一个非常特殊的间隙配合。由于燃料在这里面燃烧,所以这个部位温度非常高,并且活塞与气缸的冷却强度不同,材料也不同,在高温下膨胀的程度也不同,活塞一般都是铝制的,它的头部直接与火焰接触,温度会高达~°C,而活塞裙部受热较少,所以活塞受热后会呈现一种上大下小的椭圆形变形。所以这个部位的间隙在常温下较大,正常工作时较小,一般在冷车时活塞裙部与气缸的间隙在0.10~0.15mm之间,正常工作时间隙小于0.05mm。如果间隙过小,或者发动机温度过高,活塞过度膨胀,就会造成活塞在气缸中抱死的故障,也就是我们俗称的“拉缸”或者“爆缸”;如果它们之间的间隙过大,又会造成敲缸的故障。

2、过盈配合

孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸,所得的代数差为负数时称为过盈,此时孔的尺寸小于于轴的尺寸。这种具有过盈(包括最小过盈量为零)的配合称为过盈配合。由于过盈的存在,所以轴和孔之间不允许有相对运动,但是可以承受一定的扭矩和轴向力。比如孔的尺寸是19.98mm,轴的尺寸是20.02mm,那么二者的配合过盈量就是19.98-20.02=-0.04mm,此时轴和孔是紧密结合在一起的,没有任何相对运动。

根据过盈量的大小,可以把过盈分为轻度过盈、中度过盈和重度过盈三种。一般把过盈量在0~0.05mm之间的过盈称为轻度过盈,过盈量在0.06~0.10mm之间的过盈称为中度过盈,过盈量在0.11~0.15mm之间的过盈称为重度过盈。根据不同的配合性质和零部件形状、工艺要求等,过盈配合的装配方法也不同,一般来说有压装、热装和冷装三种。在修理中常用的是压装和热装两种方法,而在汽车制造厂中更多的是应用冷装。比如装轴承,在修理时一般是把轴承加热后套在轴上,而主机厂中一般是冷却轴,让轴缩小后再把常温的轴承套在轴上。

在汽车上过盈配合也是很常见的,比如飞轮齿圈与飞轮之间,一般是加热齿圈,然后套在飞轮上;还有曲轴法兰,套在曲轴前节上,它的过盈量就比较大,需要热装+压装才能安装到位,还有齿轮与轮毂之间的配合,也是过盈量非常大的配合,还有各种销、键等。这些过盈配合部位在拆卸时是最麻烦的,很多时候需要破坏性的拆装。

3、过渡配合

过渡配合是指孔与轴装配时可能有间隙配合也可能有过盈配合,此时孔的公差带与轴的公差带相互交叠。它主要用在对中性和同轴度要求较高的连接部位,既便于拆卸又可以精准的定位。最常见的就是滚动轴承内径和轴之间的配合,常温下过盈量一般在0.02mm以下,把轴承稍微加热以下,或者把轴冷却一下,二者就变成零间隙或者正间隙了,可以轻易的拆装。还有活塞销与活塞之间的配合也属于过渡配合,在常温下二者是有一定过盈量的,而在发动机正常工作时,活塞受热膨胀,二者又出现一定的间隙,使活塞销在活塞上可以转动,有利于减小磨损,这种连接方式称为全浮式活塞销。

以上就是三种配合的概念和含义以及它们在汽车上的应用。汽车是最精密的机电产品之一,它的生产制造发达程度直接反映出了一个国家的机械工业水平。大家经常说的日系车制造精度高、噪音小,主要就是指日系车的零部件尺寸误差小,配合间隙合理。而很多国产自主品牌汽车受中国机械加工水平的限制,配合间隙控制的很不理想,甚至很多都是在上限值,这样就会导致汽车噪音大、振动大、寿命低。应该说,我们的汽车工业虽然现在看起来红红火火,其实还有很长的路要走。最起码要等中国的机械工业整体水平提升后,才有赶英超美逐日的可能性。



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