柱塞B168-0013弹簧的失效分析
摘要本文主要对油泵柱塞弹簧的早期失效的失效原因进行了实验分析。通过对油泵功能与作用，油泵弹簧性能要求，油泵弹簧种类，弹簧钢的种类与应用，弹簧钢的成型工艺与热处理以及弹簧的服役条件等综合分析，提出油泵柱塞弹簧应具备基本性能；通过对失效弹簧样品化学成分分析，力学性能分析，金相组织分析和宏观断口分析得出弹簧的失效形式并提出改进意见和弹簧在今后的发展趋势。
关键词：油泵柱塞;失效形式分析；原因;实验
Failure Analysis of Piston B168-0013 Spring
Abstract: This paper mainly introduces the function and function of oil pump. the performance requierements of oil pump spring.The type of oil pump spring ,the type and application of bullet precious steel,the farming process and heat treatment of elastic yellow steel.Thematerials heat treatment process and it’s failure form are analyzed by chemical composition analysis,mechanical prerty analysis,metallographic structure analysis and view fracture analysis.Suggestions for improvement and development trend of the bulldt scene in the future are put forward.Keywords oil pump omstockade.Failure from analysis,Country of origin.Theexperiment.
Keywords: Pump plunger; Failure; Reason; Experiments
一、绪论
1.本课题概述
弹簧是油泵中的一个重要元件，弹簧提供的压力推动柱塞实现油阀门的开启与闭合，对油泵的品质起着重要作用。而我在无锡威孚精机弹簧厂上通过一些原料材料的检验报告、力学性能检验报告，还有以及失效性的弹簧的宏观与微观检验报告，来分析得出弹簧的失效原因并且提出相应的策略，希望通过已知知识来帮助企业，帮助社会。
2.本课题研究思路
首先了解弹簧的功能与作用，分析油泵弹簧服役条件及性能要求，再说明弹簧的选材即弹簧钢的种类与应用（如碳素弹簧钢，合金弹簧钢和常用油泵弹簧选材）。再对弹簧的种类与应用（如碳素弹簧钢，合金弹簧钢和常用油泵弹簧选材）进行归类分析，了解各类弹簧钢的成分、性能及应用，提出油泵弹簧的正确选材，并对弹簧的成型工艺和热处理工艺进行分析，提出油泵弹簧的热处理工艺；最后对早期失效的弹簧进行失效分析，通过对样品的化学成分分析、力学性能试验、断口宏观分析、显微分析等试验，研究柱塞B168—0013弹簧的失效形式、断裂原因，并提出改进意见。
二、油泵柱塞弹簧
1.油泵的功能与作用
油泵它是一种特别轻，而且很方便，但又密度特别紧凑的泵，它是一种含有铝质材料制成的外壳，并且能设置在其外壳中的可运动的模制件，其中，该可运动的模制件至少部分地由一种可烧结的、至少包含一种奥氏体的铁基合金的材料制成，并且在其中由一种可烧结材料制成的该模制件具有一个至少为该外壳的热膨胀系数60%的热膨胀系数。油泵有直列式、分配式和单体式三大类，国内外一般汽车柴油机的油泵都是由世界上少数几个专业厂生产的。
喷油泵的吸油和压油：由柱塞在柱塞套内的往复运动来完成。当柱塞位于柱塞下部时，柱塞套上的两个油孔被打开，柱塞套内腔与泵体内的油道相通，燃油迅速注满油室。当凸轮顶到滚轮体的滚轮上时，柱塞便升起。从柱塞开始间向上运动到油孔被柱塞上端面挡住前为止。在这一段时间内，由于柱塞的运动，燃油从油室被挤出，流向油道。所以这段升程称为预行程。当柱塞将油孔挡住时，便开始压油过程。柱塞上行，油室内油压急剧升高。当压力超过出油阀的弹簧弹力和上部油压时，就顶开出油阀，燃油压入油管送至喷油器。
柱塞套上的进油孔被柱塞上端面完全挡住的时刻称为理论供油始点。柱塞继续向上运动时，供油也一直继续着，压油过程持续到柱塞上的螺旋斜边让开柱塞套回油孔时为止，当油孔一被打开，高压油从油室经柱塞上的纵向槽和柱塞套上的回油孔流回泵体内的油道。此时柱塞套油室的油压迅速降低，出油阀在弹簧和高压油管中油压的作用下落回阀座，喷油器立即停止喷油。这时虽然柱塞仍继续上行，但供油已终止。 柱塞套上回油孔被柱塞斜边打开的时刻称为理论供油终点。在柱塞向上运动的整个过程中，只是中间一段行程才是压油过程，这一行程称为柱塞的有效行程。
2.油泵弹簧性能要求
我们都知道必须选用弹性极好的材料来制作弹簧，弹簧的疲劳强度还要高，能够在长时间的交变载荷下工作，还要有耐腐蚀、耐低温、耐高温导电性良好及非磁性等。弹簧材料性能要求应具有以下几点：
1.高的强度
2.良好的塑形和韧性
3.较高的疲劳强度
4.尺寸和精度要求严格
5.对材料的均匀性要求
6.大弹簧的特殊要求
7．脱碳对疲劳强度的影响。
3.油泵弹簧的分类
油泵弹簧种类复杂多样按形状分类，主要有螺旋油泵弹簧、涡卷油泵弹簧和板机油泵弹簧等。油泵弹簧主要作用有：
1. 吸收冲击力和振动，如汽车车厢下的缓冲油泵弹簧；
2.储存能量或输出能量，常见机械中的油泵弹簧；
3.控制机械的运动，如离合器中的控制油泵弹簧；
4.用作测力元件，如测力器、油泵弹簧秤中的弹簧。油泵弹簧载荷与变形之比称油泵弹簧刚度，刚度越大，弹簧越硬。
目 录
二、绪论………………………………………………………………………………1
1．本课题概况……………………………………………………………………1
2．本课题研究思路………………………………………………………………1
二、油泵柱塞弹簧……………………………………………………………………1
1．油泵的功能与作用……………………………………………………………1
2．油泵弹簧的性能要求…………………………………………………………2
3.油泵弹簧的分类……………………………………………………………………2
三、弹簧钢的种类与应用……………………………………………………………3
1.碳素弹簧钢…………………………………………………………………………3
2.合金弹簧钢…………………………………………………………………………3
3.常用油泵柱塞弹簧选材…………………………………………………………3
4.B168-0013柱塞弹簧的选材合理性分析…………………………………………3
四、弹簧钢的成型工艺与热处理工艺…………………………………………4
1.弹簧钢的预先热处理……………………………………………………………4
2.弹簧钢的最终热处理……………………………………………………………4
（1）热处理工艺曲线……………………………………………………………4
（2）热处理后的组织与性能…………………………………………………4
3.弹簧的成型方法…………………………………………………………………4
（1）热成型弹簧…………………………………………………………………4
（2）冷成型弹簧………………………………………………………………… .4
4.弹簧表面处理…………………………………………………………………….4
5.B168-0013柱塞弹簧的热处理工艺分析…………………………………………4
五、B168-0013柱塞弹簧失效分析……………………………………………7
1.本研究B168-0013柱塞弹簧失效概况………………………………………………7
2.实验方法……………………………………………………………………………7
（1）化学成分分析……………………………………………………………………8
1）化学成分方法分析…………………………………………………………8
2）B168-0013柱塞弹簧化学分析结果………………………………………8
（2）力学性能分析…………………………………………………………………9
1）力学性能分类………………………………………………………………9
2）B168-0013柱塞弹簧力学性能测量结果分析……………………………9
(3）金相组织分析…………………………………………………………………10
1）弹簧应用状态下的组织与性能……………………………………………10
2）B168-0013柱塞弹簧金相组织……………………………………………10
3.宏观断口分析……………………………………………………………………11
1）理论依据……………………………………………………………………11
2）B168-0013柱塞弹簧断口…………………………………………………11
六、结论……………………………………………………………………………12
七、感谢语…………………………………………………………………………14
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