F型柴油機球墨鑄鐵曲軸的應(yīng)用研究.pdf

1、曲軸是柴油機的核心零部件之一，在柴油機運行過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度，對其化學成分及圓角滾壓工藝進行改進，以滿足柴油機的使用要求。
　　圍繞F型六缸柴油機用曲軸開展了研究工作，采用有限元仿真和彎曲疲勞試驗相結(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成分、加工工藝，并針對球墨鑄鐵滾壓曲軸與鋼曲

2、軸的機械強度、疲勞可靠性等方面開展了研究，主要內(nèi)容如下:
　　(1)對比分析了兩種曲軸材料的化學成分、機械性能、金相組織及加工工藝特點。
　　(2)結(jié)合F型柴油機的工作特點，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QT900-5球墨鑄鐵滾壓曲軸的曲拐進行有限元分析，分別計算出曲拐的扭轉(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42CrMoA鋼曲軸和QT900-5球墨鑄鐵滾壓曲軸開展了彎曲疲勞試驗，分析了50％存活率和99.99％存活率下曲軸