轿车曲轴小头轴颈圆角滚压装置的设计与改进

正曲轴是发动机中承受弯曲、扭转载荷,传递动力的关键零件,近10几年来,由于受国家排放标准的控制,发动机多采用增压、扩缸等方法来增加功率、降低排放。曲轴所承受的工况环境更加严峻。很多大功率曲轴采用圆角滚压工艺来进行强化,以期提高曲轴的弯曲疲劳强度,达到安全运行的目的。尤其是轿车曲轴几乎全部采用圆角滚压强化工艺来提高曲轴的疲劳强度。轿车曲轴不同于载货汽车曲轴,具有一个共同点,就是小头圆角也要求滚压强化处理,由于小头轴颈具有长度较长、单侧圆角等结构的特殊性,给滚压工艺的实施造成了一定的难度。1.曲轴圆角滚压工艺及通用装置如图1所示,曲轴的圆角滚压,就是利用滚轮     

基于ANSYS的6110曲轴疲劳分析

曲轴主要承受交变的弯曲-扭转载荷和一定的冲击载荷,轴颈表面还受到磨损。主要失效方式是疲劳断裂和轴颈表面的严重磨损。因此对轴颈进行中频感应淬火强化处理,主要使圆角处产生残余压应力和淬硬层,来提高曲轴的疲劳强度和抗磨损能力。由于在线测量温度、组织、应力在当前技术条件下是不可能的,有必要借助计算机模拟技术的强大计算功能,进一步了解、改进淬火工艺,满足提高曲轴疲劳强度和耐磨性的要求。本文利用软件ANSYS建立6110钢曲轴的二维轴对称模型,利用其热固耦合功能对连杆轴颈感应淬火过程进行了模拟,计算了淬硬层厚度和淬火后的残余应力分布。然后利用ANSYS疲劳分析模块对淬火前和淬火后曲轴进行疲劳分析,计算结果表明：淬火使圆角产生的残余压应力确实显著提高了曲轴的疲劳强度,模拟可信。     

曲轴圆角强化技术及应用

结合曲轴圆角强化技术的实际应用及对目前国内外常用曲轴圆角局部强化技术的理解,介绍和分析了滚压、淬火、氮化、喷丸、激光冲击强化等曲轴强化技术的应用及强化机理,对提高曲轴的性能和疲劳寿命,具有一定的参考价值。     

圆角滚压工艺对ZH1110柴油机曲轴疲劳强度的影响研究

柴油机曲轴是承受扭矩的运动件,在用户使用过程中断曲轴是常见的故障。提高曲轴疲劳强度是工艺师长期探索的课题。曲轴圆角滚压强化工艺是强化工艺中效果较好的方法之一,文中对ZH1110单缸柴油机曲轴圆角滚压工艺参数进行优化设计和试验,将曲轴软氮化工艺与软氮化加圆角滚压工艺的疲劳强度进行比对试验,ZH1110柴油机软氮化曲轴加滚压后弯曲疲劳强度提高了61.4%,曲轴的疲劳强度显著得到改善。试验结果和多年的实践验证,曲轴软氮化加圆角滚压工艺是提高曲轴疲劳强度的有效方法。     

激光冲击处理对曲轴疲劳强度的影响

利用激光冲击波对曲轴连杆轴颈圆角进行了强化处理,通过液压伺服疲劳试验研究激光冲击处理工艺对曲轴扭转疲劳强度的影响,利用X射线衍射法分析激光冲击处理后轴颈圆角处残余应力的分布规律,利用扫描电镜观察激光冲击处理表面微结构,分析激光冲击处理提高曲轴疲劳强度的微观机理。结果表明,激光冲击处理在曲轴圆角表面产生了残余压应力场,曲轴疲劳寿命显著提高,疲劳裂纹扩展速率大大降低;残余压应力场提高是激光冲击处理改善曲轴疲劳性能的主要机制。     

曲轴圆角滚压强化系统设计

从曲轴圆角滚压强化的工艺要求出发,探讨了该工艺的实现方法,进而详述了该工艺实现的系统设计,对于曲轴圆角滚压强化系统设计的总体方案确定具有一定的参考价值.     

曲轴圆角滚压强化系统设计

从曲轴圆角滚压强化的工艺要求出发，探讨了该工艺的实现方法，进而叙述了该工艺实现的系统设计；对曲轴圆角滚压强化系统设计的总体方案确定具有一定的参考价值。     

曲轴电磁感应淬火残余应力模拟及对圆角应力影响的分析

过渡圆角处应力集中现象是曲轴疲劳断裂的主要原因之一,利用局部表面强化工艺产生残余应力的方法可有效提高曲轴疲劳强度。针对上述问题,本文使用有限元方法模拟了曲轴感应加热、快速冷却、产生残余应力的整个淬火过程。通过对某曲轴单拐淬火前后圆角处的应力状态进行模拟,定量比较了残余应力对过渡圆角处应力的影响,为曲轴的抗疲劳设计提供参考。     

球铁曲轴圆角滚压工艺

正发动机制造技术曲轴作为发动机的核心零部件,在发动机运转过程中,经受弯曲、扭转复合交变应力的恶劣工况,特别是工作中的冲击载荷,使它极易发生疲劳损坏。圆角滚压技术是一种经济而高效的曲轴强化方式,根据资料统计,锻钢轴经圆角滚压后疲劳性能可提高70%~150%,球铁曲轴经圆角滚压后疲劳性能可提高80%~180%,国外应用已十分普遍和成熟,国内主要受滚压设备影响(高性能的滚压设备十分昂贵),发展一直比较迟缓。随着国内球铁技术的发展,以及滚压设备的进     

曲轴圆角滚压工艺

曲轴圆角滚压对曲轴提高疲劳强度有显著作用,曲轴圆角滚压强化工艺已成为提高产品竞争力的重要手段。     

圆弧接触线回转体摩擦传动运动学研究

针对摩擦传动中的滑动问题，在对圆弧接触线回转体摩擦传动运动学研究的基础上，以曲轴圆角滚压加工为实例，分析了圆弧接触线回转体摩擦传动中减小滑动的方法和思路，避免了求解滑动率这一难点问题。还为曲轴滚压加工中滚刀参数及滚压工艺参数的合理设计提供了优化方法。     

基于Workbench的内燃机曲轴模态分析

曲轴是内燃机中主要的运动部件之一,在周期变化的载荷作用下,曲轴系统可能在发动机转速范围内发生共振,使曲轴出现弯曲疲劳破坏和扭转疲劳破坏,因此有必要对曲轴进行动态特性分析.文中通过Pro/E建立曲轴的几何模型,在ANSYS Workbench中完成曲轴的固有特性分析,得到曲轴前六阶固有频率及振型,为曲轴的动力学分析提供依据.     

内燃机曲轴-轴承系统曲轴变形引起的轴承润滑状态变化对曲轴强度的影响

在计及曲轴变形的轴承润滑分析的基础上,应用得到的轴承油膜压力分布作为载荷边界条件计算曲轴应力和强度,以分析目前曲轴强度计算中作用在轴颈上的载荷普遍采用假设的轴承油膜压力分布形式对结果精度的影响。计算中采用整体曲轴梁单元法计算曲轴变形和轴承负荷,采用动力学法进行曲轴轴承的润滑分析,应用有限元法计算曲轴应力。结果表明,计及曲轴受载变形的影响时,轴承油膜压力产生偏布且最大油膜压力明显增加,导致曲轴轴颈过渡圆角表面局部区域的应力数值明显增大,曲轴安全系数减小。因此为使曲轴设计更加合理、更接近实际,曲轴强度计算时应取曲轴—轴承系统为研究对象,根据轴承润滑分析实际计算结果,确定作用在曲轴轴颈上的载荷分布。     

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。     

曲轴的有限元分析

曲轴是发动机的主要运动件,其性能优劣直接影响到发动机的可靠性和寿命。周期性变化的动载荷下,曲轴内将产生交变的弯曲应力和扭转应力,极易在过渡圆角等应力集中部位发生疲劳破坏。文章对汽油机曲轴进行UG三维建模,采用有限元分析ANSYS软件对其进行动态分析,研究了整体曲轴的变形和应力状况,为曲轴结构设计及改进提供了理论依据。     

曲轴复合加工中心主轴箱有限元分析

曲轴复合加工中心是一种高效加工曲轴的新型设备。建立曲轴复合加工中心主轴箱的三维模型,并分析其载荷及边界条件。以ANSYS软件作为分析工具,对曲轴复合加工中心主轴箱进行静力和模态分析,得到了应力云图、位移云图及前七阶模态。由分析可知,主轴箱的最大应力为18.272MPa,应变值为0.0044mm,应力和应变值均较小,固有频率大,动态特性好,满足机床设计要求且具有优化空间,为以后主轴箱结构改进、优化设计和动力修改提供了理论依据。     

汽车曲轴终锻模阻力墙新型结构参数试验

提出曲轴锻模阻力墙新型结构,分析阻力墙结构中三个重要参数(高度、间隙、斜度)对终锻成形载荷的影响,运用有限元分析软件Deform3D对曲轴终锻过程进行数值模拟仿真,并采用最小二乘法拟合得到了它们之间的影响规律曲线,为阻力墙的优化设计和提高曲轴终锻模具寿命提供了理论参考。分析影响规律曲线发现：终锻最大成形载荷随终锻模阻力墙高度的增加而升高,在同时考虑曲轴锻件成形质量和模具寿命的情况下,终锻模阻力墙高度的合理取值范围为[10, 30] mm;终锻最大成形载荷随终锻模阻力墙间隙值的增加而降低,合理取值范围为[2.0, 3.5] mm;随着终锻模阻力墙斜度增加,终锻最大成形载荷随之升高,而终锻模阻力墙根部的磨损能得到有效控制,合理取值范围为[0°, 20°]。通过试验对上述结论的合理性与可行性进行了验证。     

计入曲轴受载变形的粗糙表面曲轴轴承弹性流体动力润滑分析

对一四缸内燃机曲轴轴承进行了计入曲轴受载变形和表面形貌的弹性流体动力润滑分析.计算中采用动力学法进行曲轴轴承的润滑分析,采用变形矩阵法计算油膜压力作用下轴瓦表面的变形.结果表明,表面形貌对曲轴轴承轴心轨迹影响较大,表面弹性变形对曲轴轴承轴心轨迹影响很小;计入表面形貌,曲轴轴承最大油膜压力增大显著,最小油膜厚度明显减小,端泄流量在大部分时间几乎没有变化;计入表面弹性变形,轴承最大油膜压力基本都有不同程度的减小;表面弹性变形对端泄流量、轴颈摩擦因数以及最小油膜厚度的影响甚小.     

液压马达滑靴副倾侧状态下的静压支承特性分析

建立了描述滑靴副倾侧状态下的静压支承特性的数学模型，综合考虑了油液粘温效庆及流体动压效应对流场的影响，在此基础上通过数值方法求解流场控制方程，得到了滑块倾侧角度、曲轴转速以及温升对静压支承性能的影响关系，分析表明，滑靴倾侧对静压支承特性的影响随曲轴转速增大而增大，油液粘温关系对承载力影响较大，对抗倾能力影响不大。     

基于MATLAB和ADAMS发动机曲轴系统动力学仿真

以某直列六缸发动机曲轴系为研究对象,通过多体动力学非线性分析的方法对该轴进行了振动研究.采用三维设计软件UG对发动机曲轴系统进行了结构设计,在机械仿真软件ADAMS和MATLAB环境中搭建了发动机曲轴系统的虚拟样机模型和控制系统模型.具体分析了气缸活塞位移、速度及加速度的运动规律,以及气缸侧压力和曲轴销受力情况;同时对作用在曲轴上的转矩进行了分析.结果表明采用虚拟样机技术可提高发动机曲轴系统的设计水平和设计效率,同时对提高发动机整机性能也有一定的参考意义.