曲轴新型非圆随动磨削运动模型的研究

研究一种曲轴新型非圆随动磨削运动模型,提出基于砂轮架水平进给轴、附加升降轴与工件转动轴联动的随动磨削控制方式,通过砂轮架水平进给轴、附加升降轴的连续圆弧插补运动与曲轴连杆颈偏心圆周运动同步,确保曲轴工件绕主轴颈中心回转时砂轮与连杆颈切点始终与砂轮中心、连杆颈中心保持三点一线关系,继而实现连杆颈的恒线速精密磨削加工;从运动学角度分析砂轮架水平进给轴与附加升降轴的垂直度误差、数控系统响应偏差对连杆颈磨削精度的影响规律以及相应解决措施;通过新型非圆随动磨削运动模型计算机仿真分析与样品磨削加工试验表明,所研究随动磨削运动模型具有砂轮磨损适应能力强、机床运动控制简便、曲轴连杆颈磨削精度高的显著特点.     

切点跟踪磨削曲轴轮廓生成精确建模

曲轴连杆颈轮廓的随动磨削是在磨削过程中,往复运动的砂轮始终与作回转运动的曲轴连杆颈保持相切面而形成的磨削。实际加工过程中,由于C轴和X轴不可避免的存在运动控制误差,使得加工得到曲轴轮廓并非标准圆。首先给出了理想状态下即曲轴连杆颈为标准圆时曲轴随动磨削运动原理,包括轮廓控制方程和通用的磨削运动控制方程,然后给出了当曲轴连杆颈为非标准圆时,曲轴随动磨削轮廓的精确建模方法。     

汽车曲轴的"三轴联动切点跟踪"随动磨床及其关键技术研究

在分析两轴联动切点跟踪曲轴随动磨削方法的技术缺陷基础上,系统地介绍了"三轴联动切点跟踪"磨削原理,给出了"三轴联动切点跟踪"曲轴随动磨削运动模型,概括了该原理在曲轴连杆颈和主轴颈磨削中的技术优势.并且通过高精度液体静压导轨、高刚性直线驱动技术和在线测量与误差补偿等关键技术的综合运用,成功地解决了超精密磨削加工中各运动部件动态性能及其对加工精度的影响,攻克了用普通刚玉砂轮高效率、高精度磨削曲轴主轴颈和连杆颈的技术难题.     

新型静止式曲轴淬火工艺

1.目前存在的问题现在,大部分曲轴感应淬火机床在淬火时,曲轴需要旋转。“U”型感应器对每个连杆颈和主轴颈进行加热时,要求曲轴在围绕自身主轴旋转时,感应器应尽可能靠近连杆颈或主轴颈的轴承面,因为连杆颈相对主轴颈径向偏心,连杆颈会围绕主轴颈作旋转运动。曲轴的旋转速度各不相同,一般为24~32r/min。由于连杆颈相对主轴颈径向偏心,感应淬火机床的一些部件(包括电源的输出变压器,水冷感应器,铜排和电缆等),重量一般超过900kg,并且必须和曲轴一起在相同的轨道上作旋转运动。为保证如此笨重的系统的旋转轨迹的运行精度,需要配备一个特别的…     

钻曲轴空间角度斜油孔

曲轴是发动机的重要零件,活塞通过连杆将功传给曲轴,并将活塞的直线运动变为曲轴的旋转运动。连杆大头孔衬着轴瓦抱在曲轴拐颈上,在高速旋转时形成一对回转运动副,所以在曲轴的拐颈与连杆轴瓦间一定要有可靠良好的润滑,并且是强制性的循环冷却润滑。我厂生产的 ZH1105W曲轴,其拐颈的润滑见图 1。     

考虑工件变形因素的曲轴磨削轨迹建模研究

根据曲轴切点跟踪磨削的基本运动模型,分析影响曲轴连杆颈圆度误差的因素,建立考虑工件变形因素的曲轴连杆颈磨削轨迹模型,并以生产实例结合理论分析进行说明。通过对已加工曲轴连杆颈进行了圆度误差的测量,推导曲轴弹性变形量的函数,进而建立实际误差补偿模型,以提高待加工曲轴零件的精度。     

KA500／1000曲轴连杆颈磨床

曲轴连杆颈磨削工序在曲轴加工中是关键工序,直接影响到曲轴的加工质量,因为连杆颈磨削是在工件刚性差、特别容易变形的情况下进行的,其产品要求精度高,如相位角误差±0.18mm;轴     

曲轴连杆颈轴线位置误差的新型检测方法

曲轴是发动机中重要零件之一，其连杆颈轴线的位置精度直接影响着发动机的使用寿命，因此在检测中属重要项目。目前，曲轴连杆颈轴线位置误差的检测方法较多，但大都是单项测量，速度慢、费时费工。笔者根据调查分析，制作了一个结构简单、操作方便的多功能曲轴分度器，使其既能对曲轴连杆颈轴线位置误差进行单项检测，又能进行综合检测。１曲轴连杆颈轴线位置精度的概念根据JB／T６７２７－９３《内燃机曲轴技术条件》，属于控制曲轴连杆颈轴线位置精度的有以下三个参数（如图１所示，以六拐曲轴为例，连杆颈相位角为１２０°）：①在垂…     

切点跟踪磨削法加工误差分析

采用切点跟踪磨削法磨削曲轴连杆颈时,曲轴回转轴(c轴)与砂轮进给轴(x轴)的联动误差、曲轴在磨削力的作用下沿磨削点法向的弹性位移、砂轮实际半径与砂轮理论计算半径的差值、砂轮中心与曲轴回转中心的安装高度误差、磨削力对曲轴回转中心的力矩随曲轴转角的变化等因素,都会对磨削加工后的连杆颈产生尺寸误差和圆度误差。通过数字仿真和试验,分析了上述因素对加工误差的影响程度及变化规律,并提出了相应的误差补偿模型。     

切点跟踪磨削法磨削曲轴零件的若干问题探讨

分析了曲轴零件的切点跟踪磨削法的磨削运动特点，建立了恒磨除率磨削条件下连杆颈加工的数控2轴联动的数学模型；分析了由于砂轮半径变化带来的加工误差、数控插补误差。     

曲轴非圆的恒当量磨削厚度磨削运动模型研究

研究了曲轴连杆颈非圆磨削的运动模型，针对模型的复杂计算，按照恒磨除率的原理，提出了切点沿连杆颈表面匀速移动的简化计算方法，分析了简化模型对当量磨削厚度的影响，给出了简化模型的修正计算公式。仿真结果表明，计算公式有较宽的适应范围，可用于数控插补计算。     

Simulation on the motion of crankshaft with a slant crack in crankpin

A new model for vibration analysis of a crankshaft with a slant crack in crankpin is proposed, and the influence of crack depth on the transient response of a cracked crankshaft is investigated. A slant cracked shaft element is developed by deducing the local flexibility due to a slant crack. The frequently occurred slant crack in crankpin is studied, and a new finite element model of crankshaft including the slant crack in crankpin, which combines the slant cracked shaft element and Timoshenko beam elements, is derived. The support of engine block and the switching behaviour of the crack are considered, and the non-linear equation of motion for cracked crankshaft-bearing system is set up in a rotating coordinate system. The motion of a crankshaft of a four in-line cylinder engine with and without an initial crack is simulated. The influence of the crack depth on the transient response is investigated. The numerical simulation demonstrates that the current model is valid for simulating the motion of cracked crankshaft system. The results show that a useful foundation is laid for crack detection of crankshaft.     

考虑间隙影响的涡旋压缩机转子系统动态特性研究

针对运动副间隙对涡旋压缩机传动系统运行特性的影响问题,基于非线性弹簧阻尼模型和库仑摩擦力模型建立其运动副间隙接触碰撞模型,运用多体动力学理论分析不同间隙条件下曲柄销受力及驱动轴承角加速度等的变化规律,使用有限元方法进一步分析转子系统在不同角加速度激励下的瞬态动力响应.结果表明:间隙对转子系统的位移、角速度、角加速度的影...     

往复压缩机轴系扭振有限元分析

某6列往复压缩机因曲轴扭振,出现烧连杆瓦和断轴现象,调整压缩机曲轴转速及行程后,问题得到解决。利用Ansys有限元软件,建立调整前、后轴系有限元模型,分别对各轴系进行模态和瞬态动力分析。结果发现,轴系第1列曲柄销上节点振幅共振时远大于第6列,在压缩机第1、2列连杆瓦处产生冲击载荷的可能性很大,从理论上揭示曲轴多次在第2列曲柄根部断裂的原因;在同等共振状态下,压缩机行程的减小与曲柄振幅的降低成非线性关系得到确认。     

曲轴抛光常见质量问题及其对策

针对曲轴抛光后曲轴轴颈油孔下凹问题、曲柄销轴颈刹车印问题、圆角粗糙度超差问题、止推面粗糙度超差问题,通过分析抛光臂、抛光瓦与曲轴的受力和运动关系,找出质量问题根本原因,并针对性设计不同结构的抛光瓦解决相应质量问题。为同类产品的相似技术问题提供一套有效分析路径和改进措施。     

内燃机曲轴扭转疲劳强度试验研究与分析

通过对内燃机曲轴进行扭转疲劳试验研究,分析了影响曲轴扭转疲劳强度的因素以及导致曲轴扭转失效的原因,并提出了相应的改进措施。分析指出,随内燃机爆发压力的提高,曲轴所承受的扭矩会相应增大,由此导致的曲轴扭转疲劳失效不断增加。曲轴扭转失效位置主要在连杆颈油孔、曲柄臂和连杆颈下止点,失效原因涉及结构设计、原材料、机加工、热处理等多个因素。连杆颈油孔是扭转疲劳失效最常见部位,裂纹源一般在油孔内壁距轴颈表面约8～10 mm位置,轴颈表面感应淬火对扭转疲劳强度影响较大,表面感应淬火使曲轴的扭转疲劳强度降低约30%,油孔内壁抛磨可使轴颈表面淬火曲轴的扭转疲劳强度提高25%以上。     

发动机连杆精细有限元分析模型和算法的研究

在总结大量连杆计算经验的基础上,分析了影响计算精度的各种因素,提出了一个精细有限元组合计算模型：摒弃了各种近似处理方法,计算模型完全根据连杆实际结构确定,计入了连杆组装的全部零件以及活塞销、活塞和曲轴,其间所有配合关系用有摩擦的3维弹性多体接触模型模拟。采用有限元参数二次规划算法,并结合多重多支的子结构技术求解。同时指出了这套理论和方法对于解决这类机械工程问题所具有的优点和广泛的适用性。     

计入曲轴轴向运动的船舶柴油机主轴承混合润滑分析

大型船舶柴油机曲轴在螺旋桨轴向推力激励下,轴向运动较为明显。为探究轴向运动对于支撑曲轴的主轴承润滑的影响,以一船舶柴油机曲轴-轴承为研究对象,同时计入螺旋桨轴向激励和柴油机自身激励共同引起的轴向运动、微峰接触（干摩擦）,建立船舶柴油机主轴承的混合润滑模型。运用有限元法计算曲轴轴向运动,结合动力学方法,通过求解计入轴向运动和表面粗糙的平均Reynolds方程获得油膜压力,基于Greenwood-Tripp接触理论获得表面微峰接触压力。结果表明：计入轴向运动后,轴承的油膜峰值压力和油膜摩擦功耗均降低,微峰接触峰值压力均增加,但8个轴承的微峰接触摩擦功耗则是有的增加、有的减少,且影响显著,原因较为复杂;计入轴向运动后,最小油膜厚度、端泄流量、轴颈中心轨迹等的变化相对较小。因此,为更加全面、更加准确地预测大型船舶柴油机主轴承的混合润滑,必须计入轴向运动的影响。     

3W2型高压力压缩机机构动力学分析及曲轴疲劳研究

针对压缩机压力的大幅度提高所带来的压缩机核心部件曲轴的强度分析问题,对压缩机机构进行了动力学分析及曲轴疲劳研究。首先基于多刚体系统相关理论建立了曲柄连杆活塞机构多刚体模型,使用ADAMS对其进行了运动学仿真,得出了活塞某一时刻的位移、速度、加速度值,然后与活塞此刻的理论计算结果进行对比,发现两者的误差都在允许的范围内,进而对其进行了动力学仿真,得出各连杆轴颈所受到的交变载荷,为下面曲轴的疲劳分析提供基础。最后对其关键部件曲轴进行了静态特性分析,在交变载荷的作用下完成其静态强度和疲劳强度的校核。研究结果表明,从应力曲线图与应力幅值曲线图中得出其安全系数均在许用范围内,证明其强度满足设计要求。     

曲轴红套感应加热的数值仿真

为了将感应加热技术应用于曲轴红套工艺中,建议在曲臂孔内侧布置一个圆形线圈的同时,在位于曲臂孔与曲柄销之间的曲臂外围再布置一个矩形线圈,通过建立曲臂感应加热有限元分析模型,利用ANSYS软件对不同线圈参数条件下曲臂在感应加热过程中的温度场分布情况进行了数值仿真研究,结果表明,通过调整感应线圈电流密度、交变频率等工艺参数,可以确保曲臂孔四周温度分布均匀,进而满足曲轴红套工艺质量的要求。此外,还对感应加热的影响因素进行了探讨。