曲軸的功用、工作條件及制造方法曲軸的功用是將氣體壓力轉變為扭矩輸出,以驅動與其相連的動力裝置。此外,它還要驅動柴油機本身的配氣機構及各種附件,如噴油泵、水泵等。
曲軸在工作時,由于承受很高的氣體力、往復慣性力、離心力及其力矩的作用,因此曲軸內部產生沖擊性的交變應力(拉伸、壓縮、彎曲、扭轉),并易產生扭轉振動,從而引起曲軸的疲勞破壞。另外由于各軸頸在很高的壓力下作高速轉動,使軸頸與軸承磨損嚴重,所以,對曲軸的要求是:耐疲勞、耐沖擊;有足夠的強度和剛度;軸頸表面的耐磨性好并經常保持良好的潤滑狀態;靜平衡與動平衡要好;在使用轉速范圍內不能產生扭轉振動;安裝固定可靠并加以軸向定位或限制軸向位移。
曲軸毛坯制造采用鑄造和鍛造兩種方法。鍛造曲軸主要用于強化程度高的柴油機,這類曲軸一般采用強度極限和屈服極限較高的合金鋼(如40Cr、35CrMo 等)或中碳鋼(如45鋼)制造。鑄造曲軸廣泛應用于中小功率柴油機,通常采用高強度球墨鑄鐵鑄造,其優點是:制造方便,成本低;能夠鑄出合理的結構形狀;對扭轉振動的阻尼作用優于鋼材。
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