[发明专利]发动机摇臂轴塑料隔套及其制造方法

说明书

发动机摇臂轴塑料隔套，为圆管状结构，塑料隔套由玻纤增强的热塑性材料PA6T经注塑成型、热处理和机加工等工序制造而成，经本发明方法所制成的塑料隔套在发动机冷热工况下，其轴向长度和内径尺寸精度的稳定性很好，可完全替代钢制隔套，且相比传统钢制隔套具有价格低、重量小、刚度好的优势。

技术领域

本发明涉及重型柴油发动机摇臂轴的隔套及隔套的制造方法，属于发动机摇臂轴隔套技术领域技术领域。

背景技术

商用车柴油发动机进排气整体式摇臂轴上套隔套，隔套与摇臂座形成转动摩擦副，并起到对进排气摇臂的定位、防止轴向窜动的作用。由于关系到进排气门的开闭动作，隔套轴向长度和内径尺寸精度高，热胀冷缩时轴向长度变化小。目前发动机摇臂轴隔套采用的钢制隔套，而钢制隔套重量较大，制约了发动机的轻量化。

以某型大马力柴油发动机整体式进气摇臂轴隔套为例，隔套轴向长度公差49±0.05 mm，内径Ф31.08 mm～Ф31.18 mm，要求耐受-40℃～+150℃油湿气环境，25℃~150℃的热膨胀量≤0.10mm，1000小时发动机强化台架隔套磨损量≤0.06mm。

目前尚未发现有摇臂轴有采用塑料隔套的案例或报道，其原因在于：1、一般塑料（如PA6、PA66）的尺寸精度和冷热环境下尺寸稳定性与钢制件差距太大，无法替代钢制件；2、某些尖端的特种塑（如PEEK、PI），材料价格又太过昂贵，商品化应用的价值极低。

中国发明专利申请“申请号：201811592842，名称：破碎机轴套的加工方法”提出了一种破碎机塑料轴套的加工方法，这种轴套是套在破碎机转轴上的筒状机械零件，对设备运行起到调整作用。这种零件是通过已内酰胺聚合、热处理、机加而成，适于加工大型轴套（俗称MC尼龙套、铸型尼龙套），所述热处理是对铸型尼龙的毛坯件进行油浴处理，将油温保持在175℃~180℃，然后让毛坯件缓慢冷却，热处理时间为每1mm厚度油浴15分钟，优先的还包括油浴后在95℃的水中进行水浴处理，热处理时间为每1mm厚度水浴15分钟，采用这利方法提高了铸型尼龙的质量、使其几何尺寸稳定，提高尼龙的强度、降低其摩擦系数 、提高润滑性能。但是，这种塑料套刚度低、线性热膨胀量大，价格高，不适于替代钢制摇臂轴隔套。其油浴和水浴热处理工艺主要是对铸型尼龙零件充油、充水，改善铸型尼龙的吸水性达到使其零件几何尺寸稳定的目的，并改善零件机械性能和润滑性。这种工艺对于像发动机隔套这种冷热反复交替的零件不适合，高温促使隔套内部水份、油气的蒸发，内径尺寸波动依然过大，不满足发动机隔套此项性能的要求。

发明内容

本发明的目的是针对现有柴油发动机摇臂轴隔套技术的上述缺陷，提供了一种由塑料制成的隔套及制造该隔套的方法，该塑料隔套在发动机冷热工况下，其轴向长度和内径尺寸精度的稳定性很好，可完全替代钢制隔套，且相比传统钢制隔套具有价格低、重量小、刚度好的优势。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：

发动机摇臂轴塑料隔套，为圆管状结构；隔套由玻纤增强的热塑性材料PA6T经注塑成型、热处理和机加工等工序制造而成。

优选的，隔套前后端的外圈分别设置有环形侧挡边，隔套的侧壁上设置有轴向贯穿的开口，此时隔套的截面为“C”形，开口的角度为60°～120°；或者，隔套的侧壁上沿圆周面等分布置有多道轴向条形减重孔。

优选的，隔套的原材料可采用热塑性材料PA4T、PA9T、PA10T、PPS、PEEK、PI、LCP 或PSU进行替换。

一种制造上述塑料隔套的方法，具体包括如下步骤：

a、准备原料，准备密度为1.40g/cm³～1.80g/cm³、材料流动方向线性膨胀系数≤3×10ˉ⁵/K、垂直流动方向线性膨胀系数≤8×10ˉ⁵/K的玻纤增强的热塑性材料PA6T；