曲軸是發(fā)動機中最重要的部件。它承受連桿傳來的力,并將其轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)矩通過曲軸輸出并驅(qū)動發(fā)動機上其他附件工作。曲軸受到旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的離心力、周期變化的氣體慣性力和往復(fù)慣性力的共同作用,使曲軸承受彎曲扭轉(zhuǎn)載荷的作用。因此要求曲軸有足夠的強度和剛度,軸頸表面需耐磨、工作均勻、平衡性好。
發(fā)動機中最重要的部件。它承受連桿傳來的力,并將其轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)矩通過曲軸輸出并驅(qū)動發(fā)動機上其他附件工作。曲軸受到旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的離心力、周期變化的氣體慣性力和往復(fù)慣性力的共同作用,使曲軸承受彎曲扭轉(zhuǎn)載荷的作用。因此要求曲軸有足夠的強度和剛度,軸頸表面需耐磨、工作均勻、平衡性好。
為減小曲軸質(zhì)量及運動時所產(chǎn)生的離心力,曲軸軸頸往往作成中空的。在每個軸頸表面上都開有油孔,以便將機油引入或引出,用以潤滑軸頸表面。為減少應(yīng)力集中,主軸頸、曲柄銷與曲柄臂的連接處都采用過渡圓弧連接。
曲軸平衡重(也稱配重)的作用是為了平衡旋轉(zhuǎn)離心力及其力矩,有時也可平衡往復(fù)慣性力及其力矩。當(dāng)這些力和力矩自身達到平衡時,平衡重還可用來減輕主軸承的負(fù)荷。平衡重的數(shù)目、尺寸和安置位置要根據(jù)發(fā)動機的氣缸數(shù)、氣缸排列形式及曲軸形狀等因素來考慮。平衡重一般與曲軸鑄造或鍛造成一體,大功率柴油機平衡重與曲軸分開制造,然后用螺栓連接在一起。
熔煉
高溫低硫純凈鐵水的獲得是生產(chǎn)高質(zhì)量球墨鑄鐵的關(guān)鍵。國內(nèi)主要是以沖天爐為主的生產(chǎn)設(shè)備,鐵水未進行預(yù)脫硫處理;其次是高純生鐵少、焦炭質(zhì)量差。采用沖天爐熔化鐵水,經(jīng)爐外脫硫,然后在感應(yīng)電爐中升溫并調(diào)整成分。在國內(nèi)鐵水成分的檢測已普遍采用真空直讀光譜儀來進行。
造型
氣流沖擊造型工藝明顯優(yōu)于粘土砂型工藝,可獲得高精度的曲軸鑄件,該工藝制作的砂型具有無反彈變形量等特點,這對于多拐曲軸尤為重要。國內(nèi)已有一些曲軸生產(chǎn)廠家從德國、意大利、西班牙等國引進氣流沖擊造型工藝,不過,引進整條生產(chǎn)線的只有極少數(shù)廠家。
電渣熔鑄
電渣重熔技術(shù)應(yīng)用于曲軸的生產(chǎn),使鑄造曲軸性能可能和鍛造性能媲美。并具有研發(fā)周期快,金屬利用率高,設(shè)備簡單,產(chǎn)品性能優(yōu)越等特點。
曲軸中頻感應(yīng)淬火
曲軸中頻感應(yīng)淬火將采用微機監(jiān)控閉環(huán)中頻感應(yīng)加熱裝置,具有效率高、質(zhì)量穩(wěn)定、運行可控等特點。
曲軸軟氮化
對于大批量生產(chǎn)的曲軸來說,為了提高產(chǎn)品質(zhì)量,今后將采用微機控制的氮基氣氛氣體軟氮化生產(chǎn)線。氮基氣氛氣體軟氮化生產(chǎn)線由前清洗機(清洗干燥)、預(yù)熱爐、軟氮化爐、冷卻油槽、后清洗機(清洗干燥)、控制系統(tǒng)及制氣配氣等系統(tǒng)組成。
曲軸表面強化技術(shù)
球墨鑄鐵曲軸圓角滾壓強化將廣泛應(yīng)用于曲軸加工中,另外,圓角滾壓強化加軸頸表面淬火等復(fù)合強化工藝也將大量應(yīng)用于曲軸加工中,鍛鋼曲軸強化方式將會更多地采用軸頸加圓角淬火處理。