曲軸

曲軸原圖鏈接圖片來源優酷網

曲軸是發動機中最重要的部件。它承受連杆傳來的力，並將其轉變為轉矩通過曲軸輸出並驅動發動機上其他附件工作。曲軸受到旋轉質量的離心力、周期變化的氣體慣性力和往復慣性力的共同作用，使曲軸承受彎曲扭轉載荷的作用。因此要求曲軸有足夠的強度和剛度，軸頸表面需耐磨、工作均勻、平衡性好。

中文名:曲軸

外文名:Crankshaft

類 型:引擎旋轉機件

用 途:旋轉形成動力源

組 件:主軸頸、連杆頸

目錄

簡介

發動機中最重要的部件。它承受連杆傳來的力，並將其轉變為轉矩通過曲軸輸出並驅動發動機上其他附件工作。曲軸受到旋轉質量的離心力、周期變化的氣體慣性力和往復慣性力的共同作用，使曲軸承受彎曲扭轉載荷的作用。因此要求曲軸有足夠的強度和剛度，軸頸表面需耐磨、工作均勻、平衡性好。

為減小曲軸質量及運動時所產生的離心力，曲軸軸頸往往作成中空的。在每個軸頸表面上都開有油孔，以便將機油引入或引出，用以潤滑軸頸表面。為減少應力集中，主軸頸、曲柄銷與曲柄臂的連接處都採用過渡圓弧連接。

曲軸平衡重（也稱配重）的作用是為了平衡旋轉離心力及其力矩，有時也可平衡往復慣性力及其力矩。當這些力和力矩自身達到平衡時，平衡重還可用來減輕主軸承的負荷。平衡重的數目、尺寸和安置位置要根據發動機的氣缸數、氣缸排列形式及曲軸形狀等因素來考慮。平衡重一般與曲軸鑄造或鍛造成一體，大功率柴油機平衡重與曲軸分開製造，然後用螺栓連接在一起。

鑄造技術

熔煉

高溫低硫純淨鐵水的獲得是生產高質量球墨鑄鐵的關鍵。國內主要是以沖天爐為主的生產設備，鐵水未進行預脫硫處理；其次是高純生鐵少、焦炭質量差。採用沖天爐熔化鐵水，經爐外脫硫，然後在感應電爐中升溫並調整成分。在國內鐵水成分的檢測已普遍採用真空直讀光譜儀來進行。

造型

氣流衝擊造型工藝明顯優於粘土砂型工藝，可獲得高精度的曲軸鑄件，該工藝製作的砂型具有無反彈變形量等特點，這對於多拐曲軸尤為重要。國內已有一些曲軸生產廠家從德國、意大利、西班牙等國引進氣流衝擊造型工藝，不過，引進整條生產線的只有極少數廠家。

電渣熔鑄

電渣重熔技術應用於曲軸的生產，使鑄造曲軸性能可能和鍛造性能媲美。並具有研發周期快，金屬利用率高，設備簡單，產品性能優越等特點。

鍛造技術

以熱模鍛壓力機、電液錘為主機的自動線是鍛造曲軸生產的發展方向，這些生產線將普遍採用精密剪切下料、輥鍛（楔橫軋）制坯、中頻感應加熱、精整液壓機精壓等先進工藝，同時配有機械手、輸送帶、帶迴轉台的換模裝置等輔機，形成柔性製造系統（FMS）。通過FMS可自動更換工件和模具以及自動進行參數調節，在工作過程中不斷測量。顯示和記錄鍛件厚度和最大壓力等數據並與定值比較，選擇最佳變形量以獲得優質產品。由中央控制室監控整個系統，實現無人化操作。此鍛造方法鍛造的曲軸，具有內部金屬流線的全纖維性，可以提高20%以上的疲勞強度。

加工技術

、數控內銑床、數控車拉床等先進設備對主軸頸、連杆軸頸進行數控車削、內銑削、車-拉削加工，以有效減少曲軸加工的變形量。曲軸精加工將廣泛採用CNC控制的曲軸磨床對其軸頸進行精磨加工。此種磨床將配備砂輪自動動平衡裝置、中心架自動跟蹤裝置、自動測量、自動補償裝置、砂輪自動修整、恆線速度等功能要求，以保證磨削質量的穩定。高精設備依賴進口的現狀，估計短期內不會改變。

強化技術

曲軸中頻感應淬火

曲軸中頻感應淬火將採用微機監控閉環中頻感應加熱裝置，具有效率高、質量穩定、運行可控等特點。

曲軸軟氮化

對於大批量生產的曲軸來說，為了提高產品質量，今後將採用微機控制的氮基氣氛氣體軟氮化生產線。氮基氣氛氣體軟氮化生產線由前清洗機（清洗乾燥）、預熱爐、軟氮化爐、冷卻油槽、後清洗機（清洗乾燥）、控制系統及制氣配氣等系統組成。

曲軸表面強化技術

球墨鑄鐵曲軸圓角滾壓強化將廣泛應用於曲軸加工中，另外，圓角滾壓強化加軸頸表面淬火等複合強化工藝也將大量應用於曲軸加工中，鍛鋼曲軸強化方式將會更多地採用軸頸加圓角淬火處理。