設(shè)備裝配與結(jié)構(gòu)組成

康明斯柴油發(fā)電機(jī)組的連桿結(jié)構(gòu)組成和加工技術(shù)要求

 

連桿機(jī)構(gòu)中兩端分別與主動(dòng)和從動(dòng)構(gòu)件鉸接以傳遞運(yùn)動(dòng)和力的桿件。例如在往復(fù)活塞式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中，用連桿來(lái)連接活塞與曲柄。連桿多為鋼件，其主體部分的截面多為圓形或工字形，兩端有孔，孔內(nèi)裝有青銅襯套或滾針軸承，供裝入軸銷而構(gòu)成鉸接。 連桿是柴油發(fā)電機(jī)中的重要零件，它連接著活塞和曲軸，其作用是將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并把作用在活塞上的力傳給曲軸以輸出功率。

 

連桿在工作中，除承受燃燒室燃?xì)猱a(chǎn)生的壓力外，還要承受縱向和橫向的慣性力。因此，連桿在一個(gè)復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)下工作，既受交變的拉壓應(yīng)力、又受彎曲應(yīng)力。連桿的主要損壞形式是疲勞斷裂和過(guò)量變形。通常疲勞斷裂的部位是在連桿上的三個(gè)高應(yīng)力區(qū)域。連桿的工作條件要求連桿具有較高的強(qiáng)度和抗疲勞性能，又要求具有足夠的鋼性和韌性。

 

一、連桿主要組成

 

1、連桿軸瓦

 

在連桿大頭內(nèi)安裝了兩片分開式軸瓦，這兩片軸瓦稱為連桿軸瓦。連桿軸瓦的主要作用是減少連桿大頭與連桿軸頸之間的磨損。連桿軸瓦一般由薄鋼背和減磨合金組成。薄鋼背的作用是將減磨合金所產(chǎn)生的熱量傳給連桿大頭。減磨合金的作用是減少連桿軸頸的磨損，提高連桿軸頸的使用壽命。薄鋼背的使用材料一般選用優(yōu)質(zhì)低碳鋼的鋼帶軋制，減磨合金的使用材料有多種，具體可根據(jù)柴油發(fā)電機(jī)使用性能的不同選用白合金、銅鉛合金、鋁基合金或高錫鋁合金等。如康明斯B系列柴油發(fā)電機(jī)采用銅鉛合金薄壁軸瓦，內(nèi)表面鍍鉛錫合金，以提高其耐磨性，外表面鍍錫防銹。   

 

為了防止連桿軸瓦在大頭內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)或軸向移動(dòng)，一般在兩片軸瓦上分別沖制出高出瓦背面的“定位凸耳"，個(gè)別柴油機(jī)采用定位銷定位。根據(jù)連桿小頭潤(rùn)滑方式的不同、選用的連桿軸瓦也不同，在連桿桿身有油道的，要選用帶孔的軸瓦，裝配時(shí)，軸瓦的孔要與連桿桿身油道口對(duì)應(yīng)。裝配連桿軸瓦時(shí)，要保持軸瓦與軸頸之間的配合間隙，若裝配的間隙過(guò)大會(huì)導(dǎo)致軸瓦磨損加劇，嚴(yán)重時(shí)，會(huì)引起減磨合金以剝落；若裝配的間隙過(guò)小，會(huì)使軸瓦散熱不良且容易燒壞。

 

2、連桿螺栓

 

連桿螺栓,它是柴油機(jī)所有螺栓中受力最嚴(yán)重的零件之一，它即要承受著預(yù)緊力、同時(shí)還要受到慣性力的作用。如果連桿螺栓斷裂或松脫，會(huì)導(dǎo)致柴油機(jī)出現(xiàn)嚴(yán)重事故。所以，連桿的使用材料一般要選用高強(qiáng)度的合金鋼制作。連桿螺栓在裝配時(shí)用力要均勻，緊度要適當(dāng)，螺母若帶有開口銷或止動(dòng)墊片的要鎖緊。連桿螺栓是鍍銅防松的要按規(guī)定的力矩扭緊，若出現(xiàn)銅層脫落時(shí)應(yīng)更換新螺栓。    

 

連桿螺母示意圖

 

 

 3、連桿襯套

 

在連桿小頭孔內(nèi)安裝的襯套稱為連桿襯套。連桿襯套的作用是減輕活塞銷和連桿小頭孔內(nèi)的磨損。目前，在連桿小頭孔內(nèi)一般都?jí)貉b有襯套，襯套一般選用青銅或鋁合金制造。為了保證青銅或鋁合金襯套內(nèi)部得到充分的潤(rùn)滑，連桿小頭頂部或桿身內(nèi)部一般都鉆有油孔或油道，利用飛濺下來(lái)的潤(rùn)滑油或經(jīng)桿身壓過(guò)來(lái)的潤(rùn)滑油對(duì)襯套內(nèi)壁進(jìn)行潤(rùn)滑。

 

連桿襯套三維建模圖

 

4、連桿桿身

 

桿身截面為工字形，可在保證強(qiáng)度和剛度的情況下減輕質(zhì)量，并使它在承受壓力時(shí)不致扭曲。

 

連桿桿身三維建模圖

 

 

5、連桿大頭

 

連桿大頭分上下兩部，上半部與桿身鑄成 一體，下半部是連桿軸承蓋，用螺栓與上半部連接。為保證連桿大頭能從氣缸內(nèi)順利抽出， 連桿大頭有平切口和斜切口兩種形式。

 

連桿大頭三維建模圖

 

二、連桿的加工技術(shù)要求

 

連桿的好壞是由連桿的加工密度來(lái)決定的，能否提升發(fā)動(dòng)機(jī)活塞的性能起到?jīng)Q定作用，主要的參數(shù)∶

1、連桿人端中心和小端中心相對(duì)，連桿身體中心的對(duì)稱度。

2、連桿大小頭孔中心距尺寸精度。

3、連桿大小孔平面度。

4、連桿大小孔尺寸精密度和形狀。

5、連桿大頭螺母孔與結(jié)合面的垂直度。

 

6、材質(zhì)要求：

為了防止連桿的變形，目前市場(chǎng)里面采用的都是高密度的合金鋼，傳統(tǒng)的連桿加工采用的材料是 45 鋼、40Cr、40Mnb 等材質(zhì)的調(diào)質(zhì)鋼，硬度高，目前康明斯發(fā)電機(jī)組的連桿采用的材料不是調(diào)質(zhì)鋼，是采用高碳微合金非調(diào)質(zhì)鋼和 SPLITASCO系列鍛鋼、FRACTIM鍛鋼和 S53CV-FS鍛鋼等，所以為了避免變形目前在選擇更高強(qiáng)度的材料。

 

 

 

 

 

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