大型曲軸TR法成形及TR裝置結(jié)構(gòu)強(qiáng)度研究.pdf

1、大型曲軸是柴油機(jī)的關(guān)鍵部件之一。工作時(shí)曲軸的受力狀況極其復(fù)雜，其制造質(zhì)量的好壞是影響柴油機(jī)性能和可靠性的重要因素。隨著近年世界造船、石油、發(fā)電、內(nèi)燃機(jī)車的快速發(fā)展，對(duì)大中型柴油機(jī)曲軸質(zhì)量要求越來(lái)越高，大中型全纖維曲軸市場(chǎng)很大。國(guó)內(nèi)目前的狀況依然是供不應(yīng)求，依靠從國(guó)外進(jìn)口大型全纖維曲軸。
　　曲軸將連桿傳來(lái)的氣體壓力轉(zhuǎn)變?yōu)榕ぞ?，作為?dòng)力而輸出做功，它的工作情況極其復(fù)雜，主要承受著周期性變化的扭轉(zhuǎn)、彎曲、壓縮和拉伸等復(fù)雜應(yīng)力。因此，要

2、求曲軸具有較好的強(qiáng)度和剛度；耐磨耐疲勞，耐沖擊；平衡性好；有較高的尺寸、形狀、位置精度，較低的表面粗糙度。曲軸要求內(nèi)部及表面的缺陷盡可能少，纖維分布合理，而這些要求又與材質(zhì)及加工工藝有密切關(guān)系。
　　目前大型曲軸的鍛造工藝主要有自由鍛造法和全纖維彎曲鐓鍛法。全纖維彎曲鐓鍛工藝大大改善了曲軸疲勞強(qiáng)度，提高了金屬利用率和機(jī)加工效率，明顯優(yōu)于自由鍛造法。曲軸全纖維彎曲鐓鍛成形技術(shù)的RR法和TR法國(guó)外已廣泛應(yīng)用，但在工藝上存在一些固有問(wèn)題

3、待解決。目前國(guó)內(nèi)外RR法曲軸鍛造工藝及數(shù)值模擬仿真研究已較多，且取得實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。但是對(duì)于TR法進(jìn)行深入研究的尚少，且大多局限于對(duì)成形過(guò)程的研究。
　　本文以南車資陽(yáng)機(jī)車有限公司的3600噸水壓機(jī)配備的TR裝置為例，用解析法從力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)兩個(gè)方面對(duì)TR法裝置進(jìn)行研究，剖析了該裝置的特點(diǎn)及運(yùn)動(dòng)規(guī)律。然后結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐，著重對(duì)大型曲軸的法蘭、曲拐進(jìn)行了成形分析，預(yù)測(cè)成形力、成形效果、成形缺陷，并根據(jù)缺陷產(chǎn)生的機(jī)理提出一系列避免缺陷的有效

4、措施并進(jìn)行了分析驗(yàn)證。針對(duì)L27/38曲軸鍛件折疊缺陷進(jìn)行了模具關(guān)鍵參數(shù)優(yōu)化，通過(guò)對(duì)比分析得出合理的參數(shù)選取范圍?；?G32曲軸鍛件成形分析的結(jié)果，對(duì)TR裝置進(jìn)行了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析，得出成形結(jié)束時(shí)刻應(yīng)力應(yīng)變狀況，解釋模座破壞原因，并提出結(jié)構(gòu)優(yōu)化建議。
　　通過(guò)本課題的研究，把TR法曲軸成形過(guò)程、有限元理論、數(shù)值模擬仿真技術(shù)及模具CAD技術(shù)結(jié)合起來(lái)，可達(dá)到縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、提高模具壽命、降低成本等目的。本課題的研究成果對(duì)TR法曲軸成形