曲軸是發(fā)動機中最重要的部件。它承受連桿傳來的力,并將其轉變?yōu)檗D矩通過曲軸輸出并驅動發(fā)動機上其他附件工作。曲軸受到旋轉質量的離心力、周期變化的氣體慣性力和往復慣性力的共同作用,使曲軸承受彎曲扭轉載荷的作用。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,并將其轉變?yōu)檗D矩通過曲軸輸出并驅動發(fā)動機上其他附件工作。曲軸受到旋轉質量的離心力、周期變化的氣體慣性力和往復慣性力的共同作用,使曲軸承受彎曲扭轉載荷的作用。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離心力及其力矩,有時也可平衡往復慣性力及其力矩。當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)高質量球墨鑄鐵的關鍵。國內(nèi)主要是以沖天爐為主的生產(chǎn)設備,鐵水未進行預脫硫處理;其次是高純生鐵少、焦炭質量差。采用沖天爐熔化鐵水,經(jīng)爐外脫硫,然后在感應電爐中升溫并調(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
電渣重熔技術應用于曲軸的生產(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,設備簡單,產(chǎn)品性能優(yōu)越等特點。
曲軸中頻感應淬火
曲軸中頻感應淬火將采用微機監(jiān)控閉環(huán)中頻感應加熱裝置,具有效率高、質量穩(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
球墨鑄鐵曲軸圓角滾壓強化將廣泛應用于曲軸加工中,另外,圓角滾壓強化加軸頸表面淬火等復合強化工藝也將大量應用于曲軸加工中,鍛鋼曲軸強化方式將會更多地采用軸頸加圓角淬火處理。