曲柄轴的质量控制及分析.pdf

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1、《大型铸锻件》No．3HEAVYCASTINGANDFORGINGMav2015曲柄轴的质量控制及分析李超超(中国第一重型机械股份公司重装事业部，黑龙江161042)摘要：分析曲柄轴产生扭曲变形的原因，提出加强热处理工序的控制以解决该问题。关键词：曲柄轴；扭曲变形；热处理工艺中图分类号：TG156文献标志码：BQualityControlandAnalysisofCrankShaftLiChaochaoAbstract：Thisarticlehasanalyzedthereasonofdistortionofcrankshaft，an

2、dhasproposedtostrengththecon—trollingofheattreatmentprocess，asSOtosolvetheproblemofdistortion．Keywords：crankshaft；distortion；heattreatmentprocess曲柄轴是专项产品中的一个重要传动零件。曲柄轴的一端与曲柄相配合，中间部位与曲臂相配合，另一端与复拨杠杆相配合。曲柄轴的左侧端面开有方形孔可用来安装手柄，用于手动转动曲柄轴，使之带动其他零件运动。曲柄轴在运动过程中受力比较复杂，曲柄轴的受力和变形大小图

3、1曲柄轴模型Figure1Modelofcrankshaft直接影响到产品的传动精度，因此有必要对曲柄轴进行受力分析和变形分析。1曲柄轴材料参数曲柄轴材质为40Cr，调质处理后具有良好的综合力学性能、良好的低温冲击韧性和低的缺口Figure2Sketchofcrankshaft敏感性。该钢的淬透性良好，除此之外该钢还可适用于氰化和高频淬火处理，切削性能良好。该曲柄轴返厂后对其进行了机床打表的检查，发现材质常温下(20~C)弹性模量为210GPa，泊松比曲柄轴发生了扭曲变形，从而导致曲柄与曲柄轴为0．277，屈服强度~>785MPa。根

4、据曲柄轴实际同轴度发生变化，造成曲柄研伤，导致试验无法进工作工况绘制了三维图，其模型见图1。行。曲柄轴固定在本体上，曲柄轴与曲臂相配合，曲柄轴简图见图2。曲臂在弹簧的作用下带动曲柄轴进行转动，从而2．1尺寸检测带动其他零件的相互运动。针对曲柄轴发生扭曲变形的质量问题，对其2柄轴质量问题分析主要尺寸进行了检测，检测结果见表1。表1尺寸检测结果曲柄轴在试验期间出现了相关零件运动不到Table1Testresultsofdimensionmeasurement位，屏幕显示故障产生，导致产品试验无法继续进名称图号要求值实测值备注行。为了查找问

5、题产生的根本原因，对曲柄轴分／mm／mm别做了尺寸、硬度、化学成分、力学性能和金相组l—1I0．02l0．02织等检测。曲柄轴0102—10手工打磨现场对曲柄轴和相关零件拆解，经检查发现，I◎l0O使曲柄转动面根部约宽3mm，周长1／4处有研伤。．06I0．O8小圆表面不规则收稿日期：2O15—o1—1531No．3《大型铸锻件》Mav2015HEAVYCAⅡNGANDF0RGING表2曲柄轴化学成分分析结果(质量分数，％)表4力学性能检测结果Table2ResultsofchemicalcompositionanalysisofTa

6、ble4Testresultsofmechanicalpropertycrankshaft(massfraction，％)屈服强度抗拉强度延伸率收缩率冲击吸收功CSiMnPSCr／MPa／MPa(％)(％)／J要求值≥640≥1ooo≥9I>45≥60要求值0．37～0．17～0．5～≤≤0．8～测定值48574325．0691430．440．37O．80．0350．0351．1测定值0．380．200．64O．011O．0o650．88从表1可以发现，曲柄轴小圆直线度超差是表3金相组织造成曲柄轴变形、曲柄研伤的主要原因之一。Tabl

7、e3Metaliographicstructure2．2化学成分分析金相组织品粒度为了分析曲柄轴发生弯曲变形的根本原因，珠光体+铁素体7对已发生变形的曲柄轴进行分解，并取样进行化表5硬度检测结果Table5Resultsofhardnesstest试验HBW编号卡号12345678910ll12B9865623523223724l234254247255255254241242B98657251243243236234246255245254248256245B9865823623822422623925224724524923823

8、1227B98659267266269273280284280277274267271276学成分分析，分析结果见表2。从表4可以看出，曲柄轴强度偏低，低于要分析结果表明，曲柄轴化学成分满足要求。求。2．3金相分析为了追