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3.1、皮带张紧器技术方案与工作原理


皮带张紧器技术方案

  

技术方案

技术方案与工作原理
1、 皮带张紧器的特征

◆结构上:张紧器靠壳体内腔自身油液形成高压腔与低压腔,无需在发动 机上布置油道,柱塞瞬间弹出的力实际为弹簧的力;

◆性能上:液压张紧器在工作中实际是对总成内部高压腔的油液进行压 缩, 阻尼较大, 工作可靠, 运行平稳, 工作行程距离较小, 一般小于 10mm;

◆应用环境:由于张紧器靠自身油压阻尼工作,所以张紧器的工作噪音较 小,具有良好的密封性,无需润滑,可用于粉尘较多的环境;

◆经济上: 皮带张紧器的性能要求较高, 产品必须保证优良的密封性能 (含 油封) ,不允许漏油现象,并且要满足产品的沉降性能要求,所以价格较 高。

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2、 结构及零件清单
◆结构模型分解

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图一:结构模型分解图

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图二:柱塞总成分解图

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图三:油封总成分解图

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◆ ◆零件清单 编 号
01 02 03


壳体







每 件 用 量
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1


HT250 55CrSi GCr15 GCr15 65Mn







塞柱弹簧 柱塞总成 柱塞体 Sφ4 钢球 单向阀弹簧 单向阀盖

标准件
借用 RDLZJQ01-02-04

0Cr18Ni9 65Mn 20Cr 氟橡胶 氟橡胶 55CrSi QSn6.5-0.1 65Mn 氟橡胶 65Mn

04 05

孔用钢丝挡圈 d0=18 油封总成 油封体 油封 密封圈

标准件

06 07 08 09 10

复位弹簧 弹簧座 孔用弹性挡圈 d0=19 防尘盖 插销

标准件

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3、 结构设计说明
◆  壳体结构: ●壳体采用翻砂铸造件,具有良好的抗振性、耐磨性及良好的加工性; ●壳体内孔较深,分别与柱塞总成,油封总成配合,采用珩磨加工方式; ●总成内腔是对油液进行压缩,压力较大,对壳体的气密性要求非常严 格;  ◆柱塞总成 ●柱塞总成与壳体采用 0.013~0.019 的配合间隙进行分组配磨;  ●柱塞自身内腔挤锥孔,与钢球,单向阀弹簧,单向阀盖构成单向阀机 构; ●柱塞体淬火硬度为 HRC53~58; ●柱塞体表面化学镀镍, 单面厚度 0.005~0.01, 镀层硬度 HV (0.1) 700~ 930;  ◆油封总成 ●油封体采用 20Cr 材料,冷挤压方式得到,内腔光洁度高,尺寸精确, 节省材料;  ●采用表面渗碳淬火, 渗碳层深 0.1~0.3, 表面硬度 HR15N (89.8~91.5) ; ●内腔压油封,保证油液不通过柱塞杆间隙泄漏到上腔; ●油封体外圈配合唇形密封圈,保证油液不通过油封总成与壳体间隙泄 漏到上腔; ◆弹簧座 ●采用 QSn6.5-0.1 材料, 起到对柱塞导向作用, 以致柱塞顶杆在受力时,

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不到导致与壳体内孔出现偏磨现象; ●弹簧座,依靠弹簧挡圈,使复位弹簧,对油封总成一个反作用力,在 总成内腔温度降低,以进行补压作用;总成内腔温度增高,油液膨胀,油封总 成向外移动,复位弹簧起到过压保护作用;

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4、工作原理 拔掉插销,柱塞总成在高压腔的弹簧力作用下,迅速弹出,同时, 单向阀打开,低压腔的油液进入高压腔,使高压腔油液呈饱和状态,高压 腔与低压腔油压相等;压缩堆杆柱塞,单向阀关闭,高压腔的油液处压缩 状态, 油液只能通过柱塞与壳体配合间隙泄漏到低压腔, 进而回压过程中, 阻尼较大,运行平稳,且无噪音; 工作过程中,当高低压腔温度升高,油液膨胀,使上柱塞总成(含 油封)向上腔移动,上腔起过压保护;当高低压腔温度下降时,在上柱塞 弹簧作用下,油封总成向低压腔移动,主要作用是对低压腔进行保压。
高压腔 低压腔 上 腔

P

F

图四: 低压腔油液进入高压腔

◆第一步:张紧器安装在发动机正时系统。拔掉插销,柱塞总成在高

压腔柱塞弹簧力 P 的作用下,向低压腔移动,同时,单向阀打开,低压腔 的油液进入高压腔,始终保持高压腔的油液达到饱和状态。高压腔的容积 变大,低压腔的容积变小,总成内部油液总容积无损耗。 此时,柱塞顶 杆顶住张紧力臂,使正时系统有一个初始预张紧力,张紧力=柱塞弹簧力。

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F

图五: 柱塞总成继续向孔外伸

◆第二步:启动发动机, 正时系统松边张紧力度变小,或者正时传动

系统在拉力,高温与磨损作用下伸长,柱塞为弥补这种负差,继续向孔外 伸出,使正时系统始终保持一个相对稳定的张紧力,预防出现打滑,跳齿 等现象,同时减小正时系统的冲击振动及传动件的振幅。柱塞在向孔外移 动的同时,低压腔的油液通过单向阀进入高压腔,油封总成密封,使低压 腔的油液不得进入上腔;

F

图六:柱塞压缩工作示意

◆第三步:当发动机转速降低,传动皮带松边张紧力度变大,使柱塞 总成压缩,此时,柱塞总成的单向阀机构关闭,在高压腔内形成非常大的 阻尼,以减缓皮条的摆动来降低冲击振动,减小皮带的冲击磨损,高压腔 内的油液通过壳体与柱塞体的间隙泄漏到低压腔内。

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5、 液压张紧器沉降性能要求 已知条件 1、垂直载荷; 2、硅油粘度; 3、液体密度; 4、最小配合间隙; 5、配合段长度; 6、内孔直径; 7、位移距离; 8、内孔圆柱度; 9、柱塞圆柱度; 输出参数 1、 沉降时间

F

液压油的物理性质: 一 二 三 四 液体的密度 液体的粘性 液体的可压缩性 其他性质

皮带张紧器一般技术要求: § 1 自动张紧器高低压腔注满硅油,排除空气。 § 2 自动张紧器应满足以下要求:

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§   2.1 柱塞间隙(直径差)0.013-0.019(23±2℃) ; §   2.2 硅油粘度:200cst(25℃时) ; §   2.3 沉降载荷 980N, 延程 2mm, 推杆下沉 1mm 所用的时间为 5.5-28 秒(23±2℃); § 3 灵活性:拔出插销时,推杆能瞬间从零位弹出致最高点。 § 4 自动张紧器应保证在恒温、无尘、清洁的环境中装配。 § 5 总成不允许渗油。 § 6 外表无缺陷、碰伤等。 § 7 柱塞(伸出距壳体端面 10mm)弹出力:125N。

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