專利名稱：一種新型油孔結(jié)構(gòu)的球墨鑄鐵曲軸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種發(fā)動機(jī)曲軸，具體地說是一種新型油孔結(jié)構(gòu)的球墨鑄鐵曲軸。
背景技術(shù)：
曲軸在發(fā)動機(jī)里高速運(yùn)轉(zhuǎn)時，軸頸和軸瓦之間需要潤滑油潤滑，所以需要在曲軸上鉆油孔來提供潤滑油，這些油孔的存在，會在一定程度上降低曲軸的抗扭轉(zhuǎn)疲勞強(qiáng)度。目前很多發(fā)動機(jī)曲軸采用鍛鋼材料，鍛鋼雖然具有優(yōu)良的抗疲勞、抗彎曲的性能，但鍛鋼曲軸的加工工藝較為復(fù)雜，生產(chǎn)效率低，成本高。因此，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員一直期望使用綜合機(jī)械性能較好的球墨鑄鐵來替代鍛鋼生產(chǎn)曲軸，盡管在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)公知球墨鑄鐵具有良好的綜合機(jī)械性能，但它的抗疲勞、抗彎曲的能力遜于鍛鋼，所以簡單地直接用球墨鑄鐵代替鍛鋼生產(chǎn)曲軸，而對曲軸本身的結(jié)構(gòu)不作相應(yīng)的調(diào)整或改變，這樣生產(chǎn)出來的球墨鑄鐵曲軸是不能滿足用戶的技術(shù)要求的。目前很多發(fā)動機(jī)曲軸(以錫柴81D為例)，采用的油孔結(jié)構(gòu)為在主軸頸上鉆直油孔，連桿頸上不鉆直油孔，連桿頸通過斜油孔和主軸頸上的直油孔相連。這種油孔結(jié)構(gòu)會使連桿頸上斜油孔處產(chǎn)生很大的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力集中現(xiàn)象，大大降低了曲軸的抗扭轉(zhuǎn)疲勞強(qiáng)度。實(shí)際證明，很多斷軸都是從連桿頸斜油孔處開始斷裂的。隨著發(fā)動機(jī)的設(shè)計向著高速化、緊湊化、輕量化的方向發(fā)展，機(jī)械負(fù)荷不斷增加，對曲軸的強(qiáng)度提出了更高的要求。這種油孔結(jié)構(gòu)降低了曲軸的抗扭轉(zhuǎn)疲勞強(qiáng)度，不能滿足現(xiàn)代發(fā)動機(jī)發(fā)展對曲軸強(qiáng)度的要求。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)合理，加工簡便，抗扭轉(zhuǎn)疲勞強(qiáng)度高，減少和避免曲軸從連桿頸斜油孔處斷裂的新型油孔結(jié)構(gòu)的球墨鑄鐵曲軸。本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是一種新型油孔結(jié)構(gòu)的球墨鑄鐵曲軸，其特征是其每個主軸頸上鉆有一主軸直油孔，每個連桿頸上鉆有一連桿直油孔，每一主軸頸上的主軸直油孔與相鄰的一連桿頸上的連桿直油孔通過一斜油孔連通。本實(shí)用新型所述連通的主軸直油孔和連桿直油孔垂直于所在連桿頸和主軸頸的軸向中心線共面確定的平面，所述斜油孔位于該平面上，斜油孔穿透曲柄臂，將連桿頸直油孔和主軸頸直油孔連通。本實(shí)用新型所述主軸直油孔位于主軸頸中心處，在主軸頸中心處穿透主軸頸；所述連桿直油孔在連桿頸軸向中心線下方5mm處穿透連桿頸。本實(shí)用新型所述的連桿直油孔和主軸直油孔與斜油孔連接處分別設(shè)有油孔圓角， 連桿直油孔直徑和油孔圓角直徑與主軸直油孔直徑相同。本實(shí)用新型在每個主軸頸上鉆一直油孔，與同型號的原油孔結(jié)構(gòu)曲軸相比，該直油孔位置發(fā)生了改變，但是油孔直徑不變，油孔倒圓角的直徑和原油孔結(jié)構(gòu)的主軸頸直油孔的倒圓角直徑一致。在每個連桿頸上鉆一直油孔，同型號的原油孔結(jié)構(gòu)曲軸連桿頸上沒有直油孔。所述連桿頸直油孔在連桿頸表面處的形狀比現(xiàn)有技術(shù)的斜油孔在連桿頸表面的形狀規(guī)則，基本呈圓形，而非原斜油孔結(jié)構(gòu)的長橢圓形，大大減小了該處的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力集中現(xiàn)象，從而提高了曲軸的抗扭轉(zhuǎn)疲勞強(qiáng)度。利用有限元分析方法，通過模擬計算，改進(jìn)后的曲軸抗扭轉(zhuǎn)疲勞強(qiáng)度比原來能提高33%左右。對照現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理，加工簡便，減小了連桿頸油孔處的應(yīng)力集中，提高了曲軸的抗扭轉(zhuǎn)疲勞強(qiáng)度，從根本上減少和避免了曲軸從連桿頸斜油孔處斷裂，球墨鑄鐵曲軸斷軸率明顯下降。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是
圖1中A-A向剖面示意圖。
圖1中標(biāo)號是1.連桿直油孔，2.斜油孔，3.主軸直油孔。
具體實(shí)施方式
從
圖1中可以看出，本實(shí)用新型一種新型油孔結(jié)構(gòu)的球墨鑄鐵曲軸，其每個主軸頸上鉆有一主軸直油孔3，每個連桿頸上鉆有一連桿直油孔1，每一主軸頸上的主軸直油孔 3與相鄰的一連桿頸上的連桿直油孔1通過一斜油孔2連通。從圖2中可以看出，本實(shí)用新型所述連通的主軸直油孔3和連桿直油孔1垂直于所在連桿頸和主軸頸的軸向中心線共面確定的平面。并且所述主軸直油孔3位于主軸頸中心處，在主軸頸中心處穿透主軸頸；所述連桿直油孔1在連桿頸軸向中心線下方5mm處穿透連桿頸。也就是說所述連桿直油孔1垂直于所在連桿頸和主軸頸的軸向中心線共面確定的平面，并且在連桿頸上軸向上位于連桿頸中心處，徑向上位于連桿頸軸向中心線下方5mm 處。設(shè)定連桿頸和主軸頸的軸向中心線共面確定的平面為A面，穿過連桿頸軸向中心線并垂直A面的一平面為B面，那么，所述連桿直油孔1就在連桿頸中間、B面下方5mm處穿透連桿頸。從圖2中還可以看出，所述斜油孔2位于連桿頸和主軸頸的軸向中心線共面確定的平面上，斜油孔2穿透曲柄臂，將連桿頸直油孔1和主軸頸直油孔3連通。本實(shí)用新型所說的連桿直油孔1和主軸直油孔3與斜油孔2連接處設(shè)有油孔圓角，且連桿直油孔1直徑和油孔圓角直徑與主軸直油孔3直徑相同。也就是說連桿直油孔 1和主軸直油孔3要進(jìn)行油孔倒圓角處理，斜油孔不用倒圓角。本實(shí)用新型在每個主軸頸上鉆一直油孔，與同型號的原油孔結(jié)構(gòu)曲軸相比，該直油孔位置發(fā)生了改變，但是油孔直徑不變，油孔倒圓角的直徑和原油孔結(jié)構(gòu)的主軸頸直油孔的倒圓角直徑一致。在每個連桿頸上鉆一直油孔，同型號的原油孔結(jié)構(gòu)曲軸連桿頸上沒有直油孔。所述連桿頸直油孔在連桿頸表面處的形狀比現(xiàn)有技術(shù)的斜油孔在連桿頸表面的形狀規(guī)則，基本呈圓形，而非原斜油孔結(jié)構(gòu)的長橢圓形，大大減小了該處的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力集中現(xiàn)象，從而提高了曲軸的抗扭轉(zhuǎn)疲勞強(qiáng)度。利用有限元分析方法，通過模擬計算，改進(jìn)后的曲軸抗扭轉(zhuǎn)疲勞強(qiáng)度比原來能提高33%左右。本實(shí)用新型采用上述油孔結(jié)構(gòu)，大大減小了連桿頸油孔處的應(yīng)力值，使其抗扭轉(zhuǎn)疲勞的能力得以提高，從而滿足了用戶對球墨鑄鐵曲軸抗扭轉(zhuǎn)疲勞強(qiáng)度的要求，實(shí)踐表明采用了本實(shí)用新型的球墨鑄鐵曲軸斷軸率明顯下降。本實(shí)用新型中所述的同型號曲軸系指符合同一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的曲軸，所述的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)包括國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等所有的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理，加工簡便，減小了連桿頸油孔處的應(yīng)力集中，提高了曲軸的抗扭轉(zhuǎn)疲勞強(qiáng)度，從根本上減少和避免了曲軸從連桿頸斜油孔處斷裂，球墨鑄鐵曲軸斷軸率明顯下降。
權(quán)利要求1.一種新型油孔結(jié)構(gòu)的球墨鑄鐵曲軸，其特征是其每個主軸頸上鉆有一主軸直油孔，每個連桿頸上鉆有一連桿直油孔，每一主軸頸上的主軸直油孔與相鄰的一連桿頸上的連桿直油孔通過一斜油孔連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型油孔結(jié)構(gòu)的球墨鑄鐵曲軸，其特征是所述連通的主軸直油孔和連桿直油孔垂直于所在連桿頸和主軸頸的軸向中心線共面確定的平面，所述斜油孔位于該平面上，斜油孔穿透曲柄臂，將連桿頸直油孔和主軸頸直油孔連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型油孔結(jié)構(gòu)的球墨鑄鐵曲軸，其特征是所述主軸直油孔位于主軸頸中心處，在主軸頸中心處穿透主軸頸；所述連桿直油孔在連桿頸軸向中心線下方5mm處穿透連桿頸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型油孔結(jié)構(gòu)的球墨鑄鐵曲軸，其特征是所述的連桿直油孔和主軸直油孔與斜油孔連接處分別設(shè)有油孔圓角，連桿直油孔直徑和油孔圓角直徑與主軸直油孔直徑相同。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種新型油孔結(jié)構(gòu)的球墨鑄鐵曲軸，其每個主軸頸上鉆有一主軸直油孔，每個連桿頸上鉆有一連桿直油孔，每一主軸頸上的主軸直油孔與相鄰的一連桿頸上的連桿直油孔通過一斜油孔連通。所述連通的主軸直油孔和連桿直油孔垂直于所在連桿頸和主軸頸的軸向中心線共面確定的平面，所述斜油孔位于該平面上，斜油孔穿透曲柄臂，將連桿頸直油孔和主軸頸直油孔連通。本實(shí)用新型減小了連桿頸油孔處的應(yīng)力集中，提高了球墨鑄鐵曲軸的抗扭轉(zhuǎn)疲勞強(qiáng)度，使球墨鑄鐵曲軸斷軸率明顯下降。
文檔編號F16C3/14GK202031968SQ20112013723
公開日2011年11月9日 申請日期2011年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月4日
發(fā)明者叢建臣, 孫軍, 徐承強(qiáng) 申請人:天潤曲軸股份有限公司