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：
本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)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(dòng)機(jī)里高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，軸頸和軸瓦之間需要潤(rùn)滑油潤(rùn)滑，所以需要在曲軸 上鉆油孔來提供潤(rùn)滑油，這些油孔的存在，會(huì)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(dòng)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(jiǎn)單地直接用球墨鑄鐵 代替鍛鋼生產(chǎn)曲軸，而對(duì)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(dòng)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(huì)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(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)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(duì)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(dòng)機(jī)發(fā) 展對(duì)曲軸強(qiáng)度的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(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(jiǎn)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。本發(fā)明解決上述技術(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(gè)主軸頸上鉆有一主軸直油孔，每個(gè)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。本發(fā)明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。本發(fā)明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。本發(fā)明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。本發(fā)明在每個(gè)主軸頸上鉆一直油孔，與同型號(hào)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(gè)連桿頸上鉆一直油孔，同型號(hào)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(zhǎng)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(jì)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(duì)照現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理，加工簡(jiǎn)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。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。圖1是本發(fā)明的結(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(hào)是1.連桿直油孔，2.斜油孔，3.主軸直油孔。
具體實(shí)施例方式從圖1中可以看出，本發(fā)明一種新型油孔結(jié)構(gòu)的球墨鑄鐵曲軸，其每個(gè)主軸頸上 鉆有一主軸直油孔3，每個(gè)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，本發(fā)明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。本發(fā)明所說的連桿直油孔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。本發(fā)明在每個(gè)主軸頸上鉆一直油孔，與同型號(hào)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(gè)連桿頸上鉆一直油孔，同型號(hào)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(zhǎng)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(jì)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。本發(fā)明采用上述油孔結(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(duì)球墨鑄鐵曲軸抗扭轉(zhuǎn)疲勞強(qiáng)度的要求，實(shí)踐表明采用了本發(fā)明的球墨鑄鐵曲軸斷軸率明顯下降。本發(fā)明中所述的同型號(hào)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(guó)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)。本發(fā) 明結(jié)構(gòu)合理，加工簡(jiǎn)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(gè)主軸頸上鉆有一主軸直油 孔，每個(gè)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。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新型油孔結(jié)構(gòu)的球墨鑄鐵曲軸，其每個(gè)主軸頸上鉆有一主軸直油孔，每個(gè)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。本發(fā)明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(hào)F16C3/14GK102135130SQ201110113320
公開日2011年7月27日 申請(qǐng)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(qǐng)人:天潤(rùn)曲軸股份有限公司