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船用長(cháng)軸類(lèi)大鍛件鍛造工藝方法研究

admin 2020-06-22 15:53:41 公司動(dòng)態(tài)

1. 曲軸是柴油發(fā)動(dòng)機直接與螺旋漿軸聯(lián)結而傳遞推進(jìn)力的。 

船用柴油發(fā)動(dòng)機曲軸的制造方法,大體上有二種,一是整體制造的曲軸,主要用于中小船舶和發(fā)電用中、高速的沖程的柴油發(fā)動(dòng)機。另一種是組裝式曲軸,主要用于大中型船舶和發(fā)電用低速二沖程柴油發(fā)動(dòng)機,是將曲拐和軸頸部件熱壓成為整體。 


組裝式曲軸的曲拐有鍛造和鑄造二種制造方法,鍛造方法需要用壓力機等裝備氣割及機械加工費用高,因而工程的負荷大,制造成本高。但是由于用壓力機加工,疲勞強度可提高。鑄造方法與鍛造方法比,在成本上有優(yōu)越性,可批量生產(chǎn),但疲勞強度比鍛造的低。 


發(fā)動(dòng)機缸套內的火卜發(fā)力,通過(guò)連桿傳到曲拐頸,此力使曲軸旋轉,因而曲頸與拐臂間圓角部要求材料有高疲勞強度特性。因而對于組裝曲拐,要開(kāi)發(fā)新的鑄鋼工藝,使其有與鍛造相當的高疲勞強度。 


2.近凈形鑄鋼工藝 


利用鑄造工藝的優(yōu)勢,改善生產(chǎn)效率和單位消耗,對于最大壁厚達一米,重量達35噸的超厚超重的曲拐,鑄造時(shí)要達到近凈型水平。有以下三個(gè)課題。 


(1)鑄造缺欠的預測和控制技術(shù),鑄鋼件是向冒口方向進(jìn)行凝固的。為求得能對凝固收縮補充鋼水的方案,重要的拐頸部位,冒口的設計應使其不出缺陷而且要增加工工藝補正量,這是鑄造工藝的常識,但采用這種方案鑄成后要用氣割和機械加工的部位很多。要充分利用鑄造的優(yōu)點(diǎn),使其近凈形化,制造沒(méi)有工藝補正量?jì)粜丸T件。對于鋼水補給通道容易中斷,近凈形狀(拐頸與拐臂間圓角也鑄出),要適當地配合使用冷鐵和發(fā)熱材料,通過(guò)總體安排,使軸頸和圓角等重要部位不產(chǎn)生縮孔缺陷,所謂方向性凝固是最好的方案。為使這個(gè)方案做得最好,用三維傳熱分析模擬和實(shí)際產(chǎn)生縮孔的位置進(jìn)行復核,判斷縮孔巢判定的參數為G/ ,G為溫度濕度(℃/sec),R為凝固速率(CM/sec)(二新山參數)在某一定值以下,極厚的鑄件就會(huì )產(chǎn)生縮孔。以這個(gè)產(chǎn)生缺陷的臨界值為基準,通過(guò)后熱分析就可以預測出可能產(chǎn)生缺陷的位置,從而決定實(shí)施的方案,可完全不發(fā)生有害的缺陷。 


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