F型柴油機(jī)球墨鑄鐵曲軸的應(yīng)用研究.pdf

1、曲軸是柴油機(jī)的核心零部件之一，在柴油機(jī)運(yùn)行過(guò)程中承受著彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷的綜合作用，球墨鑄鐵材料以其優(yōu)良的綜合性能和相對(duì)低廉的成本成為曲軸的優(yōu)選材料。為提高球墨鑄鐵曲軸的抗疲勞強(qiáng)度，對(duì)其化學(xué)成分及圓角滾壓工藝進(jìn)行改進(jìn)，以滿(mǎn)足柴油機(jī)的使用要求。
　　圍繞F型六缸柴油機(jī)用曲軸開(kāi)展了研究工作，采用有限元仿真和彎曲疲勞試驗(yàn)相結(jié)合的方法，分析了42CrMoA鋼曲軸和QT900-5球墨鑄鐵滾壓曲軸的化學(xué)成分、加工工藝，并針對(duì)球墨鑄鐵滾壓曲軸與鋼曲

2、軸的機(jī)械強(qiáng)度、疲勞可靠性等方面開(kāi)展了研究，主要內(nèi)容如下:
　　(1)對(duì)比分析了兩種曲軸材料的化學(xué)成分、機(jī)械性能、金相組織及加工工藝特點(diǎn)。
　　(2)結(jié)合F型柴油機(jī)的工作特點(diǎn)，從曲軸的可靠性、制造成本、加工工藝等方面，探討了在F型柴油機(jī)上球墨鑄鐵曲軸替代鋼曲軸的可行性。
　　(3)采用ABAQUS仿真軟件對(duì)QT900-5球墨鑄鐵滾壓曲軸的曲拐進(jìn)行有限元分析，分別計(jì)算出曲拐的扭轉(zhuǎn)剛度、主軸頸圓角處和連桿軸頸圓角處的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力

3、集中系數(shù)，彎曲應(yīng)力集中系數(shù)以及點(diǎn)力應(yīng)力集中系數(shù)。然后以此作為輸入條件，采用Excite Designer仿真軟件計(jì)算曲軸軸系的自振頻率，以及扭振振幅、扭振應(yīng)力、扭振力矩與柴油機(jī)不同轉(zhuǎn)速之間的變化規(guī)律，得到了曲軸在50％存活率下的最小安全系數(shù)1.56。為球墨鑄鐵曲軸代替鋼曲軸提供了理論依據(jù)。
　　(4)采用升降法分別對(duì)42CrMoA鋼曲軸和QT900-5球墨鑄鐵滾壓曲軸開(kāi)展了彎曲疲勞試驗(yàn)，分析了50％存活率和99.99％存活率下曲軸