曲軸

簡(jiǎn)介

發(fā)動(dòng)機(jī)中最重要的部件。它承受連桿傳來(lái)的力，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)矩通過(guò)曲軸輸出并驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)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(qiáng)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(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的離心力，曲軸軸頸往往作成中空的。在每個(gè)軸頸表面上都開(kāi)有油孔，以便將機(jī)油引入或引出，用以潤(rùn)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(guò)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(shí)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(dá)到平衡時(shí)，平衡重還可用來(lái)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(dòng)機(jī)的氣缸數(shù)、氣缸排列形式及曲軸形狀等因素來(lái)考慮。平衡重一般與曲軸鑄造或鍛造成一體，大功率柴油機(jī)平衡重與曲軸分開(kāi)制造，然后用螺栓連接在一起。

鑄造技術(shù)

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(guó)內(nèi)主要是以沖天爐為主的生產(chǎn)設(shè)備，鐵水未進(jìn)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(guó)內(nèi)鐵水成分的檢測(cè)已普遍采用真空直讀光譜儀來(lái)進(jìn)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(wú)反彈變形量等特點(diǎn)，這對(duì)于多拐曲軸尤為重要。國(guó)內(nèi)已有一些曲軸生產(chǎn)廠家從德國(guó)、意大利、西班牙等國(guó)引進(jìn)氣流沖擊造型工藝，不過(guò)，引進(jìn)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(jiǎn)單，產(chǎn)品性能優(yōu)越等特點(diǎn)。

鍛造技術(shù)

以熱模鍛壓力機(jī)、電液錘為主機(jī)的自動(dòng)線是鍛造曲軸生產(chǎn)的發(fā)展方向，這些生產(chǎn)線將普遍采用精密剪切下料、輥鍛（楔橫軋）制坯、中頻感應(yīng)加熱、精整液壓機(jī)精壓等先進(jìn)工藝，同時(shí)配有機(jī)械手、輸送帶、帶回轉(zhuǎn)臺(tái)的換模裝置等輔機(jī)，形成柔性制造系統(tǒng)（FMS）。通過(guò)FMS可自動(dòng)更換工件和模具以及自動(dòng)進(jìn)行參數(shù)調(diào)節(jié)，在工作過(guò)程中不斷測(cè)量。顯示和記錄鍛件厚度和最大壓力等數(shù)據(jù)并與定值比較，選擇最佳變形量以獲得優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。由中央控制室監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無(wú)人化操作。此鍛造方法鍛造的曲軸，具有內(nèi)部金屬流線的全纖維性，可以提高20%以上的疲勞強(qiáng)度。

加工技術(shù)

曲軸粗加工將廣泛采用數(shù)控車床、數(shù)控內(nèi)銑床、數(shù)控車?yán)驳认冗M(jìn)設(shè)備對(duì)主軸頸、連桿軸頸進(jìn)行數(shù)控車削、內(nèi)銑削、車-拉削加工，以有效減少曲軸加工的變形量。曲軸精加工將廣泛采用CNC控制的曲軸磨床對(duì)其軸頸進(jìn)行精磨加工。此種磨床將配備砂輪自動(dòng)動(dòng)平衡裝置、中心架自動(dòng)跟蹤裝置、自動(dòng)測(cè)量、自動(dòng)補(bǔ)償裝置、砂輪自動(dòng)修整、恒線速度等功能要求，以保證磨削質(zhì)量的穩(wěn)定。高精設(shè)備依賴進(jìn)口的現(xiàn)狀，估計(jì)短期內(nèi)不會(huì)改變。

強(qiáng)化技術(shù)

曲軸中頻感應(yīng)淬火

曲軸中頻感應(yīng)淬火將采用微機(jī)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(yùn)行可控等特點(diǎn)。

曲軸軟氮化

對(duì)于大批量生產(chǎn)的曲軸來(lái)說(shuō)，為了提高產(chǎn)品質(zhì)量，今后將采用微機(jī)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(jī)（清洗干燥）、預(yù)熱爐、軟氮化爐、冷卻油槽、后清洗機(jī)（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(qiáng)化技術(shù)

球墨鑄鐵曲軸圓角滾壓強(qiáng)化將廣泛應(yīng)用于曲軸加工中，另外，圓角滾壓強(qiáng)化加軸頸表面淬火等復(fù)合強(qiáng)化工藝也將大量應(yīng)用于曲軸加工中，鍛鋼曲軸強(qiáng)化方式將會(huì)更多地采用軸頸加圓角淬火處理。