提高6130×150球铁曲轴弯曲疲劳强度的研究

一、试验内容和目的杭州汽车发动机厂生产的6120和6130柴油机曲轴于1971年在我所做过曲轴弯曲疲劳试验,当时发现6130柴油机曲轴强度不足,6130曲轴的使用调查和我们对该柴油机曲轴动应力的测量均证实该曲轴存在强度后备系数不足的问题。     

用深滚压技术提高曲轴疲劳强度的应用研究

发动机曲轴圆角采用深滚压工艺可大幅提高曲轴疲劳强度。通过对370Q型汽油机、376Q型汽油机和376Q型柴油机进行的曲轴负荷分析、强度估算及弯曲疲劳强度试验表明,与未滚压曲轴相比,经圆角滚压的曲轴疲劳强度增加92．3％,安全系数由1．18增加到2．28。     

曲轴圆角滚压强化

曲轴在工作时受力复杂,又承受交变力矩和扭矩。主轴颈与柄臂过渡圆角处产生应力集中。根据对曲轴进行动应力测量表明:当发动机处于最大扭矩工况时,在过渡圆角处的最大弯曲应力占80％,而扭转应力仅占20％。从曲轴断裂实例的统计分析,柄臂处的弯曲疲劳是它的主要破坏形式。滚压强化圆角能提高它的强度,而且又是一种比较合理而经济的工艺方法。     

492C小型高速柴油机曲轴断裂问题的研究

<正> 492C小型高速柴油机是在492Q汽油机的基础上进行设计的,缸径92毫米,冲程92毫米,额定功率65—70马力,转速3600转/分。492C的曲轴结构与492Q的完全相同,其结构见图1。曲柄臂1、8只有17毫米,曲柄臂2、3、4、5、6、7厚度为20毫米。曲柄臂宽度90毫米,曲轴重叠度15毫米。曲轴材料为45号钢(GB699-65)和40Cr合金结构钢。由于柴油机的最大爆发压力提高较多,故在样机试验中曾发生曲轴断裂和裂纹。由曲轴的断口可以看出,疲劳线很明显,裂源在1拐轴颈过渡圆角处,基本成45°折断曲柄臂。其他轴颈过渡圆角处也产生微小裂纹,属弯曲疲劳破坏。     

球铁曲轴圆角沉割滚压试验研究

研究了球铁曲轴沉割滚压加工工序流程及沉割槽加工工艺，通过试验证明，先沉割后轴颈感应淬火和连杆颈端面磨削，对曲轴疲劳强度没有影响；沉割滚压后，虽然曲轴结构强度下降了28％，但曲轴弯曲疲劳强度提高了169％，弯曲疲劳极限应力可达712N／mm^2。     

发动机曲轴疲劳试验信息的采集分析及应用

介绍了曲轴弯曲疲劳试验的信息获取与分析方法，并通过实例，着重论述了如何运用这些信息对试件的结构、材料、工艺和强度问题进行评价。     

国产42CrMo调质钢曲轴的开发

通过分析进口42CrMoS4调质钢曲轴的原材料、显微组织和力学性能,结合国外锻造曲轴毛坯的调质工艺,进行锻坯热处理工艺调试,开发出国产42CrMo调质钢曲轴毛坯;曲轴毛坯经机加工为成品曲轴并进行曲轴弯曲疲劳试验、发动机台架和整车耐久可靠性试验的验证,确定国产42CrMo调质钢为中等缸径高速柴油机曲轴用材。     

球墨铸铁曲轴滚压工艺试验研究

研究了某型号柴油机球铁曲轴滚压工艺参数对曲轴疲劳强度的影响，最佳的滚压工艺参数能使曲轴弯曲疲劳强度提高175％，圆角处的疲劳极限应力达553N／mm^2。     

曲轴弯曲疲劳强度的研究(上)

曲轴是发动机的重要零件之一。曲轴的强度在很大程度上决定了发动机的可靠性和寿命,它的结构与大小也在一定程度上影响发动机的体积和布置。因此,设计发动机时正确选择曲轴的结构、材料和工艺,以求得最经济、最合理,具有很大的意义。我所于1970年为探索曲轴载荷与抗力的关系,分两大部分对曲轴进行了研究。第一部分从不同结构(材料、工艺都相同)的实物试验着手,研究形状系数与集中应力;第二部分研究材料对集中应力的反作用,即抗力。研究工作从解决各生产厂提出的生产与改进的问题入手,进行了现生产与新工艺、新材料的曲轴疲劳试验。     

曲轴弯曲疲劳强度的研究(下)

二、材料与工艺所决定的曲轴抗力——NJ-70发动机球墨铸铁曲轴强度研究曲轴的制造材料与工艺决定了曲轴的抗力,曲轴的抗力虽然是非主要方面,但到另一发展过程时,它可以上升为支配的地位,例如铸造曲轴的出现,促使了它的空心结构的发展。近年来球墨铸铁获得了广泛的应用,南京汽车制造厂、无锡柴油机厂以及上海、杭州、北京、天津、大连等地的发动机厂和配件厂,都先后采用了球墨铸铁曲轴。为了进一步研究采用低强度材料施以局部强化来提高应力集中处的抗力的合理解决曲轴强度的途径,以及研究适于球铁曲轴的强度计算方法,用NJ-70发动机曲轴做了一系列试验。     

曲轴弯曲疲劳强度试验评估中若干问题的探讨

从已积累的试验经验和试验数据出发，结合最近颁布的曲轴弯曲疲劳试验行业标准QC／T637－2000，对曲轴弯曲疲劳强度试验评估中涉及的强度评价指标，载荷精度与试验精度，试验规范，安全系数的估算等问题进行了讨论。     

曲轴强化工艺对疲劳极限的影响

为了改善和提高汽车发动机曲轴的使用寿命,通过三种曲轴复合强化工艺对曲轴进行强化处理后,再对曲轴进行金相组织分析、表面硬度检测、表面残余应力检测和台架弯曲疲劳试验来验证三种曲轴强化处理工艺的优劣性。试验结果表明曲轴进行复合强化工艺处理后其金相组织结构、特别是曲轴R处表面硬度和表面残余应力的大小对曲轴使用寿命(曲轴疲劳极限)有较大的影响。由试验结果获得:曲轴气体软氮化+表面滚压强化工艺效果最好,离子氮化+表面滚压强化工艺次之,高频淬火+表面滚压强化工艺结果较差。     

曲轴中频旋转淬火工艺及生产自动线

4115T柴油机曲轴的感应淬火原采用分开式感应器,质量上存在硬化层深度沿轴向、周向分布不匀等问题。为解决质量方面的问题,对采用半环形感应器的曲轴中频旋转淬火的工艺方法进行了试验研究。所采用的感应器的有效圈呈半环形。轴颈的加热主要依靠有效圈的四条迭放硅钢片的导体的轴向分支。淬火喷头安装在感应器的两侧。通过曲轴旋转使整个加热表面得到均匀冷却。所采用的电源频率是8000Hz,加热功率是120～140kW。变压器容量是500kVA,变压比是8:1。淬火时工件旋转的速度是36rpm。通过工艺试验,曲轴采用上述方法淬火后质量良好,硬化层深度和表面硬度均匀、硬化带边缘整齐。在工艺试验的基础上设计制成了现已在生产上使用的曲轴中频旋转淬火自动线。文中对这种自动线进行了简要的介绍。     

过渡圆度及重迭度对球铁曲轴弯曲疲劳强度的影响

为提高曲轴的弯曲疲劳强度，对曲轴进行了两方面的改进：一是加在了曲轴主轴颈及连杆轴颈的过渡圆角；二是在加大过渡圆角的基础上增大了曲轴主轴径。曲轴疲劳强度对比试验结果表明，这两种改进都增加了曲轴的承载能力。     

某柴油机研制中的技术攻关

在研发某型重载车用柴油机过程中,针对研制初期暴露的结构可靠性问题,通过整机综合性能、气缸盖、喷油泵、增压器和活塞组等技术攻关以及连杆衬套、喷油器衬套、机油泵螺栓、气门与气门座圈摩擦副、主轴承螺柱螺母紧固力矩和曲轴等结构、材料或工艺参数进行研究与改进,实现了柴油机综合性能优化和可靠性的提升,满足了使用要求。     

曲轴强化滚压工艺分析

为了提高490柴油机曲轴的工作可靠性,我厂在大批量生产中,采用了圆角强化滚压工艺。几年来,在工艺方面作了一些试验研究,积累了一些经验。兹介绍如下。一、工艺参数的选择主要工艺参数有:滚压力、滚压次数(圈数)和滚压速度。1.滚压力     

圆角滚压球铁曲轴在柴油机中的应用研究

通过试验，确定了某增压中冷柴油机球铁曲轴毛坯材质和滚压工艺参数。弯曲疲劳试验及发动机台架试验表明，球铁曲轴用于该发动机是安全可靠的。确定了批量生产工艺流程，并实现了批量装机。     

圆角滚压球铁曲轴在柴油机中的应用研究

通过试验，确定了某增压中冷柴油机球铁曲轴毛坯材质和滚压工艺参数。弯曲疲劳试验及发动机台架试验表明，球铁曲轴用于该发动机是安全可靠的。确定了批量生产工艺流程，并实现了批量装机。     

圆角滚压球铁曲轴在柴油机中的应用研究

通过试验，确定了某增压中冷柴油机球铁曲轴毛坯材质和滚压工艺参数。弯曲疲劳试验及发动机台架试验表明，球铁曲轴用于该发动机是安全可靠的。确定了批量生产工艺流程，并实现了批量装机。     

浅析曲轴折断的原因

曲轴由于制造工艺上的缺陷或使用维修不当,可能会出现折断故障,曲轴折断是发动机的严重事故。 1.曲轴折断的基本规律 大量事实证明,使用中曲轴断裂形式多为轴颈两相邻圆角交接的曲柄臂处,发生双向弯曲疲劳。断裂部位多见于连杆轴颈圆角与曲柄臂连